模具激光热处理

本文通过试块实验,研究了模具材料Cr12在激光热处理时主要工艺参数的影响;对微熔工艺和未熔工艺进行了分析比较;用激光处理的模具,获得了较好的效果,证实了激光表面硬化是提高模具寿命的有效途径。     

模具表面的激光热处理研究

对各种材料的模具表面激光热处理工艺进行了比较 ,在不同工艺条件下得到了不同的效果 ,并得到了较佳的工艺参数 ,在模具表面激光热处理方面收到了良好的效果     

激光淬火能量转换系数的ANSYS分析

基于有限元分析软件ANSYS对激光表面淬火温度场进行模拟,并结合实验的数据,建立了材料表面能量转换系数的变化规律的数学模型。通过再次实验验证表明,可用于预测激光表面淬火后的硬化层深并具有极高的精确性,为研究精确控制工艺参数和相变硬化层深提供新的研究思路。     

模具表面球冠状微凸体形貌的激光加工

为了减少磨损,延长模具的使用寿命,在模具表面应用激光毛化处理。采用200W灯抽运Nd:YAG激光器,进行系统的激光毛化工艺试验,得出脉冲激光参量对模具表面微观形貌主要几何参量的影响规律,最终获得了预期的几何形貌。并分别测量和分析了毛化模具表面硬度和金相组织状况。结果表明,微凸体表面硬度比基体材料的表面硬度提高了30%~40%,提高了模具表面的耐磨性。     

接触热阻对薄板零件表面激光淬火温度场形成影响研究

激光淬火工艺具有节能环保、质量高的优点。研究薄板零件激光淬火时所形成的温度场对将激光淬火应用于薄板零件表面强化的实际工作中具有重要的作用。本文通过对45钢和铸铁HT250之间接触面的接触热阻进行实验测试,通过数据分析得出了相应的接触热阻经验关系式。利用Abaqus软件模拟薄板表面激光淬火,其中将实验所得的接触热阻经验关系式代入,得到了相应薄板表面淬火温度场。通过与不考虑接触热阻的零件表面淬火温度场仿真结果进行对比,得出了接触热阻对薄板零件表面激光淬火所形成的温度场的影响。研究成果可对薄板表面激光淬火工艺应用于实践提供指导。     

激光表面淬火灯头冲孔凹模

针对T_(12)钢灯头冲孔凹模,经过热处理、金相分析检测、工业应用等试验过程,研究总结出一套适于激光表面淬火的工艺规范,使该模具工作寿命平均提高近3倍。     

激光熔覆技术及其在模具中的应用

激光熔覆技术是现代表面工程技术中的一种极有发展前途的高新技术。概述了激光熔覆技术的工艺特点、熔覆材料和工艺方法。文中采用NiCrBSi合金粉末，对灰铸铁玻璃模具进行了激光熔覆表面改性处理，使模具寿命提高了10倍。     

H_2-077数控机床镶钢导轨表面激光热处理应用研究

研究以４５＃钢代替原Ｈ_２－０７７数控机床镶钢导轨用ＧＣｒ１５钢,以激光表面淬火工艺取代原全件淬火工艺,达到减小导轨变形及降低生产成本的目的。试验结果表明,用优化了的激光工艺参数加工的镶钢导轨表面,其金相组织硬度得到了一定程度的提高,同时,大大减小了导轨的变形。     

综合工艺参数对常用钢铁材料的激光淬火特性的影响

本文利用CO2边疆激光器对HT200和45钢进行了表面淬火。对淬硬层显微组织、硬度和深度进行了研究，发现综合工艺参数（q）对材料的激光淬火有较强的影响规律。     

模切辊激光表面淬火的研究

用连续波CO2激光束对50#钢模切辊进行了激光表面淬火试验,研究了淬火层的显微组织及硬度分布.结果表明,50#钢模切辊经激光表面淬火后,硬化层组织由细小的位错马氏体及少量的残余奥氏体组成;模切辊变形很小,且表面硬度高,整体硬度分布较为均匀,能够达到技术要求.采用激光淬火技术对50#钢模切辊进行表面强化是可行的.     

基于绿色再制造的火车车钩裂纹激光修复和表面强化

车钩是铁路车辆的关键部件之一,钩尾销孔承载面产生的裂纹是其主要失效形式.为了实现对车钩的绿色再制造,文中通过实验研究了激光熔覆技术在车钩裂纹修复方面的应用,并分析了熔覆材料的硬度分布、耐磨性、低温冲击韧性以及结合区域的微观组织特征.实验结果表明,熔覆材料与基体实现了冶金结合,硬度分布合理,耐磨性和低温冲击韧性都比母材有了较大提高,为开展产业化的绿色再制造奠定了基础.为了防止新造车钩出现裂纹,提出了一种新的激光淬火工艺,替代原有的中频淬火工艺,实验结果表明,激光淬火的硬度和耐磨性都比中频淬火有较大提高,而且兼顾了车钩总体的力学性能,可以在实际生产中应用.     

LNG船用薄板Invar36激光搭接焊工艺参量优化

为了解决殷瓦合金焊接中易出现的焊接缺陷问题,研究了液化天然气(LNG)船用薄板殷瓦合金搭接焊(上下板厚度均为1.5mm)工艺参量.通过设计制造气体保护盒,采用数值仿真分析和正交试验的方法,进行了理论分析和实验验证,取得了殷瓦合金搭接焊最优工艺参量.结果表明,气孔缺陷在完全保护气下得到有效抑制,殷瓦合金搭接焊的最优工艺参...     

Cr12MoV模具钢激光熔覆Fe基合金的组织与性能分析

为了进一步提高模具钢表面的硬度和耐磨性能,以Cr12MoV作为基体材料,利用2 kW半导体激光器,以同轴送粉的方式在其表面上熔覆高硬度的Fe基合金粉末。通过光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜分析熔覆层的组织形貌和物相;用显微硬度计测试熔覆层的显微硬度,用磨损试验机进行耐磨试验。进而研究激光功率、扫描速度和送粉量等工艺参数对熔覆层组织性能的影响,确定了最优化工艺参数。实验结果表明,使熔覆层的硬度和耐磨性较优良的工艺参数为:激光功率为1.2 kW,扫描速度为720 mm/s,送粉量为8.5 g/min。在此工艺参数下,熔覆层无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,且显微硬度和耐磨性能得到显著提高,最高硬度达921 HV0.2,熔覆层的磨损失重仅为基体材料的25%,明显高于基体的硬度和耐磨性,这归因于熔覆层中存在V4C3、Cr23C6、Cr7C3等细小树枝晶。     

激光熔覆WC颗粒增强Ni基合金组织性能的研究

在H13钢表面进行了激光熔覆Ni基合金+WC粉末实验,测试了熔覆层的组织和性能。实验表明激光熔覆可以得到组织致密,晶粒细化,稀释率低,与基体结合牢固的表面强化层。熔覆层的平均硬度为630 HV0.2,耐磨损性能比基体提高145%。H13钢是常用热作模具钢之一,由于工作条件恶劣,经常发生磨损失效,经激光熔覆强化后,其使用寿命将大大提高。     

激光淬火工艺参数对层深及硬度影响敏感性研究

为了了解激光功率和扫描速度变化对淬火层深和表面硬度影响的敏感性,从实验和理论模拟两方面开展了相关研究.在满足激光输入能量相等的条件下,采用按相同倍率提高激光功率或降低扫描速度的方法,研究淬火层深和表面硬度的相应变化.研究结果表明,按相同倍率改变激光功率或扫描速度均会对层深产生明显影响,而激光功率变化的影响更大;但仅改变激光功率或扫描速度不会对表面硬度产生很大影响,相对而言,扫描速度变化对表面硬度的影响略大一些.进一步通过对激光扫描温度场及加热、冷却速度的理论模拟,对上述研究结果做出了合理的理论解释.     

球墨铸铁材料对激光的吸收率

球墨铸铁因其优良性能而被广泛用作模具材料。对球墨铸铁冲压模具的激光表面处理已成为改善其耐磨性、提高使用寿命的重要方法。一定激光参量下吸收率的大小又直接影响到表面处理的质量。因此,确定球墨铸铁材料对激光的吸收率十分必要。通过热电偶测温,计算机数据采集系统进行定点温度采集,并结合数值模拟方法,对吸收率进行了标定,即首先根据预置的吸收率计算,预测被测点处的温度响应,并与实测响应比较,不断修正吸收率值,使预测温度响应和实验值吻合,由此获得吸收率。采用这种方法获得了球墨铸铁材料在大气条件下对激光的吸收率为23.3%。为激光处理球墨铸铁材料时工艺参量的选择和优化提供了一定参考。     

球铁曲轴零件的激光冲击强化

采用具有五轴联动数控工作台的高功率钕玻璃激光冲击强化系统，对球铁曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆角部位实施冲击强化处理。实验中采用的激光波长为1.06 μm，脉宽为23 ns，脉冲能量为25～40 J。用流动的水帘作为激光冲击的约束层材料，硅酸乙酯作能量吸收层。对冲击后试件的残余压应力、硬度和耐磨性等进行了测量分析。结果表明，球铁曲轴经激光冲击强化后，受冲击部位没有明显的宏观变形，获得了较高的表面硬度和残余压应力，耐磨性比未冲击强化处理提高1.4倍，有效地提高和改善了曲轴的使用寿命。     

轧辊表面球冠状微凸形貌的激光加工

随着汽车工业的飞速发展,对冷轧薄板表面质量特别是表面微观形貌提出了更加严格的要求。本文针对从摩擦学角度优化设计的轧辊表面球冠状微凸新形貌,依据脉冲激光参数特性及快速熔凝理论,提出了脉冲激光毛化处理的新机制。试验中,采用500W脉冲Nd:YAG固体激光器对轧辊表面进行毛化处理,通过对激光毛化新机制的分析和研究,很好的选取和匹配了激光加工工艺过程和脉冲激光参数,最终成功获得了预先设计的形貌及尺寸。并进一步对其表面硬度状况进行了测量和分析。研究表明,辊面形貌和粗糙度能够得到精确的控制;微凸的激光毛化新形貌具有高于材料基体的表面硬度。此外还对脉冲激光参数对轧辊主要形貌参数的影响规律作了进一步的分析和研究。     

快速轴流CO2激光器激光相变硬化处理HT250的研究

用快速轴流CO2 激光器对HT2 5 0进行激光相变硬化处理 ,优化出处理HT2 5 0所需的合理工艺参数匹配 ,并从硬化带尺寸、微观组织形态、硬化带内硬度分布等方面分析了快速轴流CO2 激光器进行激光相变硬化处理过程中 ,工艺参数对硬化区的影响 ;实际试验证明只要工艺参数选取适当 ,轴流激光器也可用于热处理 ;实验中发现当用某些参数处理材料时 ,由于表面张力的作用 ,试样的表面精度有所提高。根据试验结果拟合出所有工艺参数中两个最重要参数 :激光功率密度 q ,激光扫描速度V 的关系曲线 ,给出了相应的公式     

基于NSGA-Ⅱ算法的同轴送粉激光熔覆工艺多目标优化

同轴送粉激光熔覆工艺的稳定性受诸多因素的影响,其工艺参数难以寻优。通过设计以工艺参数(激光功率、送粉速度、扫描速度)为输入、以反映熔覆层形貌和质量的特征参数为响应的中心复合实验,对比分析了响应曲面法的回归模型与神经网络对单道熔覆结果的预测效果。采用多目标优化算法NSGA-Ⅱ对三个工艺参数进行优化求解。结果表明:采用优化后的参数进行激光熔覆的修复件表面硬度增大了17.11%,基体热影响区深度减小了13.90%,熔覆效率增大了6.10%。