激光处理硬化带简易实用模型

提出了激光热处理温度场和相变硬化事计算的简易模型，并给出试验及实际应用的结果，同时验证了该模型的正确性和实用性。分析了硬化层分布不均匀的原因，提出满足硬化尖优化控制激光参数的方法和条件。     

激光扫描参数对相变硬化层均匀性的影响

以三维瞬态温度场分布模型为基础，对激光相变硬化中不同激光功率和扫描速度组合对硬化层分布均匀性的影响进行了理论研究。研究结果表明，在一定光束模式下，采用高功率快速扫描可得到相对更为均匀的硬化层分布。据此提出了以综合考虑表面不熔、层深和硬化层分布均匀性三方面要求为原则的扫描参数选择方法，即以表面不熔和层深条件限定的两条P-v组合曲线之交点座标为最佳的扫描参数。     

齿轮激光淬火"当量硬化层深度"的计算方法

基于齿轮疲劳强度和耐磨性要求，激光淬火相当于常规淬火的“当量硬化层深度”远远超过激光淬火实际有效硬化层深度，由此提出激光淬火当量硬化层深的概念及其经验计算公式。     

激光相变硬化纵向层深分布模拟与均匀性控制

根据激光相变硬化理论计算模型，编制了模拟激光束扫描作用下沿工件纵向硬化层分布的有限元计算程序。该程序可用来自动确定激光变速扫描中的变速段长度。结合分段变速扫描工艺及参数优化设计，可以实现纵向硬化层分布均匀性控制。其有效性从模拟和试验两方面得到了验证。     

30CrMnSi轴表面激光相变硬化温度场数值模拟研究

根据激光相变硬化的特点,建立了轴类零件移动激光热源作用下三维激光相变硬化温度场计算模型,利用有限元软件ANSYS对30CrMnSi钢轴件温度场进行了数值模拟.得到轴件激光相变硬化的温度场和距轴表面不同深度的热循环,并根据模拟结果预测了轴件相变硬化层的深度和宽度.     

激光局部热处理Cr12模具钢硬化层形貌及硬化效率模型

针对大型冷作模具传统热处理存在的变形等问题,采用响应面法研究激光局部热处理工艺参数(激光功率、扫描速度和离焦量)对硬化层形貌(宽度、深度与面积)及效率的作用规律。试验以三因素五水平中心复合设计为基础,通过多元回归和方差分析,构建工艺参数输入与硬化层形貌、硬化效率响应的关系模型。由模型的相关系数可知,硬化层形貌及效率的响应面模型拟合精度高,预测能力强。根据宽度极大、深度极小和面积极大的目标,优化得到最佳工艺参数下的硬化层形貌响应值,较试验实际值的误差分别为1. 98%、4. 40%和1. 58%,进一步验证了模型的准确性。     

激光相变硬化在模具表面强化中的应用研究

介绍了激光表面相变硬化加工的特点及应用、材料表面激光相变硬化工艺的研究——激光相变硬化机制、激光相变硬化层的影响因素、激光相变硬化过程的温度场研究、激光相变硬化后残余应力场的研究以及激光相变硬化在模具表面强化中的应用。     

激光淬火硬化层的不均匀性及其控制

通过45钢样块的激光表面淬火试验，分析了进、出端硬化层深度差异及其与激光工艺参数的关系，提出了改善硬化层均匀性的激光淬火方法一分段变速扫描。     

激光硬化层对GCr15钢弯曲性能的影响

应用激光相变硬化技术进行GCr15轴承钢激光强化处理试验,通过三点弯曲试验研究钢件经激光硬化处理后获得的激光硬化层对钢件抗弯强度和挠度的影响,弯曲试验时材料的塑性用各试样的最大挠度来表示。结果表明,经激光硬化处理后钢件的抗弯强度和挠度明显下降,断裂机制也发生了改变,导致了激光硬化层塑性和韧性的下降。对常规热处理试样和激光表面处理试样断口进行了对比分析,常规热处理试样断裂后断裂表面均表现出韧性断裂后的韧窝特征,激光硬化层起裂区呈现脆性特征,断裂方式主要为准解理和沿晶断裂。     

激光淬火球墨铸铁零件硬化层深度及淬火带宽度分布计算

本文采用非稳态移动热源模型解决铸铁零件激光淬火硬化层深度及激光淬火带宽度分布不均匀问题,该方法适用于任何功率的激光淬火处理硬化层深度及淬火带宽度计算,简便实用、速度较快、精度较好。     

40Cr钢齿条的激光淬火工艺

采用LDF 4000-100型半导体激光器对40Cr钢齿条齿面进行了淬火处理研究。结果表明:在矩形光斑17 mm×5 mm、激光头到淬火齿面中心距离375 mm、激光束入射齿面夹角75°下,选取最优参数激光加热温度1400 ℃、扫描速率10 mm/s时,齿面的淬硬层深度均匀,可达到1.2 mm,淬硬层组织为细小、弥散马氏体,表层组织硬度最高可达到750 HV0.2,并在工业化试生产中取得了较好应用效果。     

感应淬火硬化层厚度的荧光磁粉检测方法

文章介绍了一种利用材质的淬硬层与基层材料在磁性能上的差异,在测量精度不是很高的情况下测量淬硬层的厚度的方法。详述了荧光磁粉检测淬火硬化层的磁痕特点,并结合笔者经验,总结了检测方法所适用的对象与情况。     

汽车齿轮硬化层深的设计

目前我国有关齿轮硬化层深设计标准还是空白，随着轻型汽车齿轮朝着小模数化方向发展，原有的齿轮硬化层深选择模式显得粗糙而不适用。本文结合工厂新型变速器开发的课题，通过参考美国齿轮设计标准，结合自己的实践经验，探讨汽车齿轮硬化层深的设计方法。通过台架和路试证明这种方法是可行的。     

台阶轴连续感应淬火组织硬度分布预测及其工艺优化

建立了S45C钢台阶轴连续感应淬火过程的分区模拟模型,加载相应的物性和工艺参数,采用感应加热结束时刻轴径向温度分布、Maynier模型、Carsi修正模型和钢CCT曲线拟合预测其淬硬层深度分布,通过联动分析各方法的模拟结果优化了连续感应淬火工艺参数。结果表明,感应淬硬层中关键点b的100%、50%和0%马氏体的模拟深度分别为1.31、1.49和2.97 mm,误差分别为-12.67%、-13.87%和-1.00%,关键点e分别为1.44、2.02、2.54 mm,误差分别为-4.00%、-3.38%和-18.06%,与试验结果较吻合。通过感应淬火工艺参数改变和物理模型调整等探讨了零件各点处的轴径淬硬层变化,给出拟优化的感应淬火工艺参数。初步探讨了换热系数h变化对感应淬硬层的影响。     

齿轮激光淬火硬化层数值模拟

建立了采用轴向扫描工艺对渐开线齿轮进行激光淬火时的三维温度场数值模型,采用ANSYS软件模拟激光束扫描过程中齿面及轮齿横截面的温度分布。结果表明,激光淬硬层深度模拟结果与试验结果相吻合,可以通过该温度场模型对各种模数和齿数的齿轮激光淬火过程进行模拟,快速得到与实际相近的硬化层深度分布曲线。建立该数值模型的一些思路和方法也适用于各种曲面类零件激光淬火的数值模拟。     

砂轮特性对40Cr钢磨削淬硬层的影响

以平面磨削淬硬试验为基础，研究了不同砂轮特性条件下40Cr钢磨削淬硬层的组织与性能。结果表明，在磨削淬硬加工中的热、机械耦合作用下，砂轮特性对磨削淬硬层的马氏体组织形貌及其高硬度区硬度值无显著影响。随着砂轮粒度或砂轮硬度的提高，磨削淬硬层深度相应增加。与树脂结合剂砂轮相比，采用陶瓷结合剂砂轮可使淬硬层深度增加近40％。     

中碳钢缓进干磨表面硬化层特征

在平面磨床上采用缓进干磨方式对两种常用中碳钢进行了磨削淬硬试验，研究了表面硬化层特征。结果表明，中碳钢磨削表面硬化层具有多样化的组织分层以及相应的微观组织特征，这是温度梯度、应变梯度以及时间等因素综合作用的结果。同时，磨削表面硬化层具有相似的硬度分布特征，即高硬度的完全硬化区以及硬度值缓慢下降的过渡区，这是缓进给磨削温度场分布的直接结果。     

双程切入磨削表面硬化层的研究

采用缓进给磨削方式和不同的磨削行程对40Cr钢进行了磨削淬硬，对单程和双程磨削表面硬化层的组织与性能进行了比较。结果表明，尽管单程和双程磨削时的原始组织不同，但两者的表面硬化层组织及其变化趋势完全相同。双程磨削淬硬可使表面硬化层深度及其均匀性、显微硬度及耐磨性得到进一步提高；但其最大残余压应力值及应力影响深度有所降低。双程磨削硬化层组织的形成机制同样适用于多程磨削淬硬或淬硬钢的磨削淬硬等场合。