浅谈激光淬火技术及其应用

激光淬火技术是近年来迅速发展起来的一项高新技术，激光淬火又称激光相变硬化，是指铁基合金在固态下经受激光照射，使表层以极快的速度（升温速度可达105-106℃/s）被迅速加热至奥氏体化状态（但低于熔化温度），当激光停止照射后，处于冷态的基体使其表面迅速冷却（冷却速度可达105℃/s）而进行自冷淬火，从而使激光加热形成高温奥氏体转变成马氏体，实现激光相变硬化。激光淬火由于加热速度快，易使金属表面过热，并且冷却速度也快，碳来不及扩散因而使残留奥氏体增加。随着奥氏体向马氏体的转变，得到高碳马氏体，从而提高了淬火硬度。

传统的热处理淬火工艺，在加温、冷却和零件清洗过程中会产生废渣和废液。如盐浴加热中使用的氯化钡、氯化钠、硝酸钾及冷却介质的水、油、熔盐及熔碱等，产生对环境污染的危险物质，并造成对从业者的危害，激光淬火完全避免了这些情况的发生。此外，由于激光淬火升温快、冷却快，避免了传统热处理工艺容易造成工件变形、开裂和尺寸超差的弊病。对要求变形量小的复杂结构零件，尤其是盲孔、深槽、尖角、微小区域及刀具刃部，处理后可直接使用。激光淬火常用于模具、齿轮及轴类等的表面强化，相对于传统工艺，表面硬度可提高5%-10%，耐磨性能可提高2-5倍。

宁波中物激光与光电研究所天弘激光加工中心在激光淬火技术方面已经有了很好的应用，已广泛涉及汽车制造、模具、冶金、石化、机械、电力、交通等行业。包括汽车冲压模具激光淬火、大型机械辊轴的激光表面淬火、石化行业滑套激光淬火、管道螺纹部位激光淬火、大型内齿圈激光淬火、大型双联齿轮激光淬火、减震器内槽激光淬火、发动机缸孔激光淬火等。

汽车模具激光淬火 大型铸钢轧辊激光淬火

以模具为例，对各种重型汽车拉深、翻边、修边等模具进行激光表面淬火，使其抗磨损性能及损伤阀值得到较大提高，硬度比淬火前提高约2.5倍，并得到0.2～0.4mm的淬火层深，从而提高了工件的耐磨性能3～5倍，大幅延长模具的使用寿命，减少模具的消耗。

激光淬火作为一种热处理工艺，自二十世纪六十年代诞生以来，以其独特的优势受到了科技界的广泛关注和工业界的重视，应用范围不断扩大。为了更快更好地发展激光淬火技术，应强化工艺技术，规范化生产，注重质量及可靠性，大力提升激光淬火技术的竞争水平。