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激光快速成型与表面热处理技术详解

2018-10-14 返回列表

激光快速成型与表面热处理技术详解


 1 激光快速成型在机械制造中的应用

  快速成型技术就是直接根据CAD模型快速生产样件或零件的技术总称。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果,是先进制造技术的重要组成部分。它能根据CAD模型(电子模型)自动、直接、快速、精确地将设计思想物化为具有一定功能的原型或直接制造零件,在不用模具和工具的条件下生成几乎任意复杂的零部件,解决了从设计到制造的快速对接问题。因此,该技术可以对产品设计进行快速评价及修改,有效地缩短了产品的研发周期,降低了开发成本,满足了当今竞争口益激烈的市场对新产品快速开发和快速制造的要求■深圳市科技有限公司专业从事光纤激光打标机、半导体激光打标机 、CO2激光打标机、激光模具焊接机、激光点焊机、自动化激光焊接机、 光纤传输激光焊接机等激光设备的研究与开发,并提供相应的自动化系统技术解决方案。■,提高了产品的市场竞争力和企业的综合竞争能力。

  激光选区烧结是快速成型制造中的重要工艺方法之一。该技术采用逐层材料添加的原理,对三维实体模型进行切片分区处理,生成激光烧结的扫描路径;然后,通过x-Y激光扫捕仪使激光束沿扫描路径扫描,逐层烧结同化同体粉末材料(如塑料粉、尼龙粉、蜡、陶瓷或)、金属与粘结剂的混合粉或金属粉等,经过烧结与层层叠加后,最终形成所需的三维工件。这种制造方法具有成型速度快、精度高、表面质量好、后置处理简单和省时等特点,是一个具有生命力的技术,168彩票官方为制造技术的发展创造了一种新方法。

  机械生产过程具有特殊性。零件多具有较复杂的形状,如耕地机械、整地机械和收获机械等。此外,复杂曲面较多,如犁体曲面、旋耕机旋刀、水泵叶轮和送料螺旋等,而且根据具体的生产情况不同,其形状还需相应调整。因此,利用传统的机械加工方法研制这种机械零件,不仅研制开发时间长,加工工艺复杂,而且很难达到理想的效果。运用先进的激光快速成型集成技术,不仅大大缩短新产品的开发周期,降低开发成本,而且制造质量也优于传统制造方法。

 

  2 激光表面强化与热处理的应用

  激光表面强化与热处理技术是近20年来发展起来的一种新型材料表面处理技术。激光表面强化技术的原理是利用激光穿透能力极强的特点,当把金属表面加热到仅低于熔点的临界转变温度时,其表面迅速奥氏体化,然后急速自冷淬火,金属表面迅速被强化。激光表面强化与热处理可以分为3类:一是激光照射时金属不熔化,只是组织发生变化,这类工艺主要为激光相变硬化(激光淬火);二是激光照射时金属熔化,冷却后组织发生变化或加入其他元素改善表面性质,包括激光熔凝、激光合金化、激光非晶化和微晶化等;三是激光照射时金属表面发生汽化,从而发生组织变化,这类工艺主要为激光冲击硬化。上述各种激光热处理工艺共同的理论基础是激光与物质的相互作用规律及其金属学行为。

  激光热处理是传统热处理技术的发展和补充,它可以解决其它表面处理方法无法解决或不好解决的材料强化问题。经过激光处理后,铸层表层强度可达HRC60以上,中碳、高碳钢以及合金钢的表层硬度可达HRC70以上,从而提高其抗磨损、抗疲劳、耐腐蚀和防氧化等性能,延长其使用寿命。

  激光热处理在汽车行业应用极为广泛,在许多车关键件上(如缸体.缸套、曲轴、凸轮轴、排气阀、阀座或活塞环等)几乎都可以采HJ激光热处理。同样,农用机车也应该广泛使用。在农业生产中,机器的工作条件是多种多样的,有些机器(犁、中耕机、播种机和收割机)直接在磨料介质中工作,使许多零件磨损很快。另一方面,168彩票官方为了获得足够的强度,机器的材料用量较大,不仅浪费材料,而且显得笨重。对于此类零件,激光硬化处理后的硬度比常规淬火硬度高5%一20%,激光合金化可以根据要求选择加入新材料,形成以基材为基础的新合金层,以获得满意的性能。此外,由于处理后性能的提高,可以选用低性能的基材,从而减少了基材的质量。