Лазерное упрочнение

Лазерное термоупрочнение поверхности металла

Лазерное термоупрочнение основано на локальном нагреве поверхности детали лазерным лучом с последующим быстрым охлаждением за счет отвода тепла в основной материал.

В результате изменяется структура поверхностного слоя металла, повышается его твердость и сопротивление износу.

Физико-механические свойства поверхностных слоев, упрочненных лазерным излучением, связаны с высокими скоростями нагрева и охлаждения. Упрочнение материалов лазерным излучением основано на локальном нагреве участка поверхности под воздействием излучения и последующем охлаждении этого поверхностного участка с высокой скоростью в результате теплоотвода тепла во внутренние слои металла. Эти условия обеспечивают высокие скорости нагрева и охлаждения обрабатываемых поверхностных участков. В результате специфических тепловых процессов на поверхности обрабатываемых деталей возникает мелкодисперсная приповерхностная структура. На обрабатываемой детали образуется своеобразная скорлупа, с повышенными прочностными характеристиками.

Важнейшим преимуществом этой технологии является то, что поверхностное термоупрочнение на глубину 0,1 – 0,5 мм осуществляется за счет структурно-фазовых изменений поверхностных слоев исходного материала путем управляемого воздействия на обрабатываемую поверхность готовой детали лазерным излучением специализированного для этой технологии лазера без какой-либо наплавки, без оплавления поверхности, без нарушения макро- и микрогеометрии и, соответственно, без необходимости какой-либо последующей обработки. Широкое применение лазерная поверхностная обработка находит для повышения долговечности, надежности деталей различных машин и приборов во многих отраслях промышленности: химическом машиностроении, автомобильной промышленности, судостроении, авиастроении и т. д.

Лазерная закалка деталей

Лазерная закалка — один из вариантов лазерного упрочнения поверхности металла. Технология позволяет упрочнять только рабочие зоны деталей без нагрева всего изделия.

По сравнению с традиционными методами термообработки лазерная закалка снижает риск деформации и позволяет обрабатывать сложные детали после изготовления.

Применение

Лазерное упрочнение инструментальной оснастки и режущего инструмента

Наиболее широкая область применения лазерной поверхностной обработки — инструментальное производство, например изготовление и эксплуатация режущего инструмента, элементов штамповой оснастки.

Лазерное упрочнение позволяет снизить в 3—4 раза износ инструмента путем повышения его поверхностной твердости при сохранении общей высокой динамической прочности, повышения теплостойкости, снижения коэффициента трения пары режущий инструмент — заготовка. Упрочнение может проводиться по передней или задней поверхности, а также одновременно по двум поверхностям.

Внедрение технологии лазерного упрочнения инструмента из сталей с пониженным содержанием вольфрама позволяет помимо повышения его стойкости значительно сократить расход дефицитной быстрорежущей стали.

Лазерное упрочнение приводит к повышению износостойкости штампов в 2 раза и более. Упрочнение пуансонов обычно проводиться по боковым поверхностям. При этом возможна многократная переточка пуансонов. При упрочнении по передней поверхности после очередной переточки кромки требуется повторная лазерная обработка.

Эффективно применение лазерного излучения для повышения работоспособности породоразрушающего инструмента для машин горнодобывающей промышленности. Здесь применение лазерной обработки приводит к росту износостойкости резцов комбайнов в 2—3 раза.

Изготовление коленчатых валов

Широкое применение лазерная поверхностная обработка находит для повышения долговечности, надежности деталей различных машин и механизмов во многих отраслях промышленности: химическом машиностроении, автомобильной промышленности, судостроении, авиастроении, сельском хозяйстве и т. д.

В автотракторостроении лазерное упрочнение применяется для повышения износостойкости распредвалов, коленвалов, шестерен заднего моста, рабочих поверхностей клапанов, клапанных седел, поршневых канавок, компрессионных колец, рычагов и других деталей. В нефтепромысловом оборудовании лазерное упрочнение применяют для повышения усталостной прочности резьбовой части замковых соединений.

Какие детали можно упрочнять лазером

Лазерное упрочнение применяется для обработки:

• штампов и пресс-форм;
• режущего инструмента;
• валов и зубчатых элементов;
• деталей машин и механизмов;
• рабочих поверхностей оборудования;
• инструментальной оснастки.

Преимущества лазерного упрочнения металла

• локальное воздействие только на рабочую поверхность;
• минимальная зона термического влияния;
• отсутствие значительной деформации деталей;
• повышение износостойкости изделий;
• увеличение срока службы оборудования;
• обработка готовых деталей без дополнительной механообработки.

Оборудование для лазерного упрочнения

Для реализации технологии используются специализированные лазерные установки, обеспечивающие точное управление мощностью лазера, скоростью обработки и параметрами нагрева поверхности.

Компания Лазерформ проектирует и производит промышленное лазерное оборудование собственного производства в Москве.

Подробнее о возможностях оборудования: лазерные комплексы и установки для промышленной обработки .

Часто задаваемые вопросы о лазерном упрочнении

Что такое лазерное упрочнение?

Лазерное упрочнение — это технология повышения твердости и износостойкости поверхности металлических деталей путем воздействия лазерного излучения.

Чем лазерная закалка отличается от обычной?

Лазерная закалка выполняется локально, только в необходимых зонах детали, что позволяет снизить деформацию и сохранить точную геометрию изделия.

Какие металлы можно упрочнять лазером?

Технология применяется для обработки различных сталей, инструментальных сплавов и металлических деталей промышленного назначения.

Где заказать оборудование для лазерного упрочнения?

Компания Лазерформ разрабатывает и производит лазерные комплексы для промышленных задач обработки металлов.