ギアモールドのレーザー表面強化技術とは、高エネルギー密度のレーザービームとコーティングまたはクラッディング材料を使用してギアまたはモールドの表面を処理し、表面の構造または組成を変更し、表面変態強化または強化された修復を実現する技術を指します数値制御環境下で。
レーザー相変態強化の金属材料科学
いわゆるレーザー変形強化とは、レーザービームを使用してワークピースをスキャンし、ワークピースの表面がACの臨界点を超えて急速に上昇するようにすることです3。母材マトリックスの熱伝導により、加熱層がスポットから離れると、瞬間の温度がマルテンサイト域またはベイナイト域に入り、マルテンサイト変態またはベイナイト変態が発生し、変態強化過程が完了する。
相変態強化プロセスには、優れた表面品質という利点があります。異なる材料、ワークピースの熱容量、およびレーザー加工パラメーターに応じて、硬度と強化層の深さを制御できます。従来の熱処理プロセスでは、強化効果に影響を与える技術的要因は、レーザー相変態強化の役割において大きく変化しました。
1.分散強化と歪み強化
レーザー照射を止めると、金属表面にマルテンサイト変態が起こります。このプロセス環境で形成されたオーステナイト粒子は、表層または内層に関係なく、成長する機会がありません。分散したオーステナイト粒は、分散したマルテンサイト相またはベイナイト相を形成し、これにより、組織に格子強化および分散強化の効果がもたらされます。また、焼入れ条件下で形成されたマルテンサイト格子は、従来の焼入れよりも欠陥密度が高い。同時に、残留オーステナイトは非常に高い転位密度も持っているため、金属材料に歪み強化効果があり、強度が大幅に向上します。
2.非酸化脱炭焼入れ
従来の熱処理では、加熱プロセスに保護対策がない場合、酸化と脱炭が発生し、ワークピースの硬度、耐摩耗性、耐用年数、耐用年数が低下します。
レーザー相変態強化に使用される吸収コーティングは、ワークピースの表面を酸化から保護する特性があります。
3.レーザー強化の抗疲労メカニズム
金属材料の耐疲労性に影響を与える理由の1つは、疲労亀裂の開始時間です。摩耗と疲労は、材料の損傷の過程で互いに促進します。摩耗溝マークは、疲労亀裂の開始点になり、疲労亀裂の発生を加速させます。素材の表面に疲労き裂が発生すると、表面粗さが著しく劣化し、摩耗も激しくなります。
レーザーで強化された層は、塑性変形や粘着摩耗に対して強い耐性があります。
4.等強度作業層
従来の熱処理の冷却方向は表面から内部への冷却であり、表面の冷却速度が最も速く、表面から内部に向かって冷却速度が徐々に低下するため、表面から硬度値の勾配分布が減少します。中には得られます。
レーザー変態強化の加熱方向は同じですが、表面温度が高く、治癒時間が比較的長く、最大0.2-0。25秒ですが、ShunとShunの間で内層のオーステナイト化が完了します。 、それは表面のオーステナイトをより高い炭素濃度とより強い固溶体強化効果にします。レーザー焼入れの冷却方向は、従来の熱処理とは逆で、内側から外側に向かって行われます。内層の温度は低いですが、冷却速度が最も速いです。外層の温度は高いですが、溶液強化の利点がありますが、冷却速度は最も遅いです。内層の炭素濃度はやや低いですが、歪み強化や分散強化が強くなっています。このように、硬化層の硬度値分布はほとんど変化しません。
レーザー強化部品の強力な加工層により、従来の熱処理部品の表面が摩耗すると、摩耗率が加速するという現象を回避できます。
歯車のレーザー相変態強化技術
1。重要な問題
レーザーギアは低炭素鋼ではなく中炭素鋼で作られるべきです。
低炭素鋼を使用した場合、ギヤベースの強度保証がなくなり、曲げ疲労強度が低下します。
2。元の状態
レーザーギアの最良の元の状態は、焼入れ焼戻し状態です。特定の操作は、ギアブランクの鍛造後の応力緩和熱処理と組み合わせることができます。これは、鍛造素材と高温焼戻しを正規化することにより、レーザーギアの望ましい焼入れと焼戻し状態を得る低コストの方法です。
3。スキャンモード
レーザーギアのスキャンモードには、主に円周連続スキャンと軸分割スキャンがあります。
4。ギアレーザー強化の前処理技術
適切な前処理剤は、ギアのレーザー強化処理を確実にするための鍵の1つであり、レーザー加工では常に困難な問題でした。適切な前処理剤と処理プロセスにより、歯車表面の焼割れを防止し、表面焼けの感度を低減し、レーザー処理後の歯面精度を確保し、硬化層の厚さを増やすことができます。
5。重複するテクノロジーがなく、デフォーカスの違いがない
歯車の加工条件の要件により、歯車の表面硬化層は歯形とともに合理的に分布する必要があり、歯車の形状は特殊です。さらに、歯車ピッチの円形表面は、クエンチングベルトと重ねることができないため、特別な広帯域集束システムが必要です。
さらに、レーザービームは歯の表面の異なる部分で同じデフォーカス量を保証できないため、歯の表面の硬度の合理的な分布を確保するための鍵は焦点を選択することです。
6。レーザーギアの性能
レーザーギアのパフォーマンスは主に3つの側面にあります。レーザー歯車と焼入れ焼戻しされた歯車に破損した歯がない場合、曲げ疲労耐性が高いことが証明されています。耐摩耗性;サービス性能。