Laserhärteroboter
Qualität
Das Laserabschrecken hat eine hohe Leistungsdichte, eine schnelle Abkühlgeschwindigkeit, erfordert weder Wasser noch Öl noch andere Kühlmedien und ist ein sauberer und schneller Abschreckprozess. Und Induktionshärten und Flammenhärten, Aufkohlen und Abschrecken sind im Vergleich zum Laserabschrecken der gehärteten Schicht eine hohe Härte (im Allgemeinen höher als beim Induktionshärten 1–3 HRC), geringe Verformung, Erwärmungstiefe und Erwärmungsbahn sind leicht zu kontrollieren und leicht zu realisieren Automatisierung erfordert keine Induktionshärtung entsprechend unterschiedlicher Konstruktion der entsprechenden Bauteilgröße der Induktionsspule. Die Verarbeitung großer Teile erfordert kein Aufkohlen, Abschrecken und andere chemische Wärme Aufgrund der Größenbeschränkungen für Behandlungsöfen werden in vielen Industriebereichen nach und nach Induktionsabschreckung, chemische Wärmebehandlung und andere traditionelle Verfahren ersetzt. Besonders wichtig ist, dass die Verformung des Werkstücks vor und nach dem Laserhärten nahezu vernachlässigt werden kann, sodass es sich besonders für die Oberflächenbehandlung hochpräziser Teile eignet.
Die Tiefe der lasergehärteten Schicht liegt im Allgemeinen zwischen 0,3 mm und 2,0 mm, abhängig von der Bauteilzusammensetzung, Größe und Form sowie den Laserprozessparametern. Wenn die Zahnoberfläche großer Zahnräder und der Zapfen großer Wellenteile abgeschreckt werden, bleibt die Oberflächenrauheit im Wesentlichen unverändert und kann den Anforderungen der tatsächlichen Arbeitsbedingungen ohne anschließende mechanische Bearbeitung gerecht werden.
Bei der Laserschmelz-Abschrecktechnologie wird die Oberfläche des Substrats mithilfe eines Laserstrahls über die Schmelztemperatur erhitzt. Durch die interne Wärmeleitungskühlung des Substrats wird die Oberfläche der Schmelzschicht schnell abgekühlt und verfestigt. Die erhaltene schmelzabgeschreckte Mikrostruktur ist sehr dicht und die Mikrostruktur entlang der Tiefenrichtung ist in der Reihenfolge Schmelzerstarrungsschicht, Phasenwechsel-Härtungsschicht, Wärmeeinflusszone und Substrat angeordnet. Die Laserschmelzschicht hat eine tiefere Einhärtetiefe, eine höhere Härte und eine bessere Verschleißfestigkeit als die Laserabschreckschicht. Der Nachteil dieser Technik besteht darin, dass die Rauheit der Werkstückoberfläche bis zu einem gewissen Grad beschädigt wird, was in der Regel durch eine nachträgliche Bearbeitung wiederhergestellt werden muss. Um die Rauheit der Teileoberfläche nach der Laserschmelzbehandlung zu verringern und den Umfang der nachfolgenden Bearbeitung zu reduzieren, hat die Huazhong University of Science and Technology eine spezielle Laserschmelz-Abschreckbeschichtung vorbereitet, die die Oberflächenrauheit der Schmelzschicht erheblich reduzieren kann. Die Oberflächenrauheit von Rollen, Führungen und anderen Werkstücken aus verschiedenen Materialien in der metallurgischen Industrie, die durch Laserschmelzen behandelt wurden, lag nahe am Niveau des Laserhärtens.
Angewandte Materialien
Das Laserhärten wurde erfolgreich zur Oberflächenverstärkung von Verschleißteilen in der Metallurgie-, Maschinenbau- und petrochemischen Industrie eingesetzt, insbesondere zur Verbesserung der Lebensdauer von Verschleißteilen wie Walzen, Führungen, Zahnrädern und Schneidkanten. Die Wirkung ist bemerkenswert und hat große wirtschaftliche und soziale Vorteile erzielt. In den letzten Jahren wird es immer häufiger zur Oberflächenverstärkung von Gesenken, Zahnrädern und anderen Teilen eingesetzt.
Die praktische Anwendung
Die Laserabschreckungstechnologie kann zur Verstärkung der Oberfläche verschiedener Führungsschienen, großer Zahnräder, Zapfen, Zylinderwände, Formen, Stoßdämpfer, Reibräder, Rollen und Rollenteile eingesetzt werden. Geeignetes Material für Stahl mit mittlerem und hohem Kohlenstoffgehalt, Gusseisen.
Anwendungsbeispiel für Laserhärten: Das bewegliche Zeichenbuch eines durch Laserhärten verstärkten Motorzylinders aus Gusseisen erhöht seine Härte von HB230 auf HB680 und seine Lebensdauer erhöht sich um das Zwei- bis Dreifache.
Getriebe sind ein weit verbreitetes Teil im Maschinenbau. Um die Tragfähigkeit von Zahnrädern zu verbessern, ist es notwendig, die Oberfläche der Zahnräder zu härten. Bei der herkömmlichen Härtungsbehandlung von Zahnrädern gibt es zwei Hauptprobleme, z. B. chemische Oberflächenbehandlung wie Aufkohlen und Nitrieren, Induktionsoberflächenabschreckung, Flammenoberflächenabschreckung usw., d. h. die Verformung ist nach der Wärmebehandlung groß und nicht einfach eine gleichmäßige Verteilung der gehärteten Schicht entlang des Zahnprofils zu erreichen, was sich auf die Lebensdauer des Zahnrads auswirkt.
Eigenschaften
1. Die Abschreckteile verformen sich nicht und der thermische Zyklus des Laserabschreckens ist schnell.
2. Nahezu keine Beschädigung der Oberflächenrauheit durch Verwendung einer dünnen Beschichtung mit Antioxidationsschutz.
3. Numerische Steuerung des Laserabschreckens ohne Rissquantifizierung.
4. Numerische Steuerung des Abschreckens für lokale, Nut- und Nut-Abschreckstellen.
5. Die Laserabschreckung ist sauber und erfordert keine Kühlmedien wie Wasser oder Öl.
6. Die Härte des Abschreckens ist höher als bei herkömmlichen Methoden, die Mikrostruktur der Abschreckschicht ist fein und die Zähigkeit ist gut.
7. Das Laserabschrecken ist ein schnelles Erhitzen, selbstabschreckend, erfordert keine Ofenisolierung und Kühlmittelabschreckung, ist ein schadstofffreier, umweltfreundlicher Wärmebehandlungsprozess und kann leicht für ein gleichmäßiges Abschrecken großer Formoberflächen implementiert werden.
8. Aufgrund der schnellen Lasererwärmungsgeschwindigkeit, der kleinen Wärmeeinflussfläche und der Abschreckung durch Oberflächenscanning, d. h. der sofortigen lokalen Erwärmungsabschreckung, ist die Verformung der behandelten Form sehr gering.
9. Da der Divergenzwinkel des Laserstrahls sehr klein ist und eine gute Richtwirkung aufweist, kann er die Formoberfläche durch das Lichtleitersystem lokal abschrecken.
10 Laser-Oberflächenhärtung Die Härteschichttiefe beträgt im Allgemeinen 0,3 bis 1,5 mm.
Zusammensetzung
Laser
Zu den für die Laserabschreckung verwendeten Geräten gehören Halbleiterfaser-Ausgangslaser, Faserlaser und Festkörperlaser, wobei Halbleiter-Faser-Ausgangslaser im Bereich der Abschreckung weit verbreitet sind.
Bei der Auswahl des Lasers sollten folgende Aspekte berücksichtigt werden:
1. Gute Strahlqualität des Lasers, gute elektrooptische Umwandlungsrate, numerische Apertur der Faser sowie Mode und Modenstabilität.
2. Stabilität der Laserausgangsleistung.
3. Der Laser sollte eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen und den Dauerbetrieb in industriellen Verarbeitungsumgebungen bewältigen können.
4. Der Laser selbst sollte über gute Wartungs-, Fehlerdiagnose- und Verbindungsfunktionen verfügen.
5. Die Bedienung ist einfach und bequem.
6. Wirtschaftliche und technische Fähigkeiten des Gerätevertriebsherstellers, Glaubwürdigkeitsgrad. Sie müssen Penny Wise und Pound Dummheit meiden.
7. Ob die zusätzliche Quelle für Geräteverschleißteile gewährleistet ist und der Versorgungskanal reibungslos ist.
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