Ojačanje kalupa zupčanika laserskom faznom transformacijom
Tehnologija laserskog ojačavanja površine kalupa zupčanika odnosi se na tehnologiju korištenja laserske zrake visoke gustoće energije i materijala za oblaganje ili oblaganje za obradu površine zupčanika ili kalupa, promjenu strukture ili sastava površine i ostvarivanje ojačanja transformacije površine ili poboljšanog popravka u okruženju numeričke kontrole. Gdje su površine kalupa već istrošene ispod tolerancije, obnavljanje istrošenih površina kalupa zupčanikalaserskim oblaganjem vraća originalnu geometriju prije prolaza ojačanja.
Za širi pregled tehnologije pogledajtetehnologija laserskog otvrdnjavanja.
Metalurške osnove laserskog transformacijskog ojačanja
Takozvano-ojačanje laserskom transformacijom je korištenje laserske zrake za skeniranje obratka tako da se površina obratka brzo podiže iznad kritične točke AC3. Kada se grijaći sloj odmakne od točke, zbog provođenja topline matrice izratka, temperatura između Shun ulazi u martenzitno područje ili bainit područje, i događa se transformacija martenzita ili bainitna transformacija, dovršavajući proces ojačanja transformacije.
Proces ojačanja faznom transformacijom ima prednosti dobre kvalitete površine. U skladu s različitim materijalima, toplinskim kapacitetom obratka i parametrima laserske obrade, tvrdoća i dubina sloja za ojačavanje mogu se kontrolirati. U tradicionalnom procesu toplinske obrade, tehnički čimbenici koji utječu na učinak ojačanja uvelike su se promijenili u ulozi ojačanja laserskom faznom transformacijom.
1. Ojačanje disperzije i izobličenja
Kada se lasersko zračenje zaustavi, dolazi do martenzitne transformacije na površini metala. Zrnca austenita nastala u ovom procesnom okruženju, bez obzira na površinski ili unutarnji sloj, nemaju šanse rasti. Raspršena zrna austenita tvore raspršenu martenzitnu ili bainitnu fazu, zbog čega struktura ima učinak ojačanja rešetke i disperzijskog ojačanja. Štoviše, martenzitna rešetka nastala u uvjetima kaljenja ima veću gustoću defekata od one kod konvencionalnog kaljenja. U isto vrijeme, zadržani austenit također ima vrlo visoku gustoću dislokacije, zbog čega metalni materijali imaju učinak jačanja distorzije i uvelike poboljšavaju čvrstoću.
2. Oksidacija-Slobodno kaljenje
U tradicionalnoj toplinskoj obradi, ako nema zaštitnih mjera u procesu zagrijavanja, doći će do oksidacije i dekarburizacije, što će smanjiti tvrdoću, otpornost na habanje, radnu učinkovitost i životni vijek obratka.
Upijajući premaz koji se koristi za lasersko fazno transformacijsko ojačanje ima svojstvo zaštite površine izratka od oksidacije.
3. Mehanizam otpora na zamor
Jedan od razloga koji utječu na otpornost metalnih materijala na zamor je vrijeme nastanka zamornih pukotina. Trošenje i zamor potiču jedno drugo u procesu materijalne štete. Trag istrošenog utora može biti početna točka zamorne pukotine i ubrzati početak zamorne pukotine. Nakon što se na površini materijala pojavi pukotina od zamora, površinska hrapavost će se ozbiljno pogoršati, a trošenje će se također pojačati.
Laserski ojačani sloj ima jaku otpornost na plastičnu deformaciju i habanje ljepila.
4. Radni sloj jednake -snage
Smjer hlađenja kod konvencionalne toplinske obrade je od površine prema unutra, brzina hlađenja površine je najveća, a brzina hlađenja postupno opada od površine prema unutra, pa se dobiva gradijentna distribucija smanjenja vrijednosti tvrdoće od površine prema unutra.
Iako je smjer zagrijavanja laserskog transformacijskog ojačanja isti, površinska temperatura je viša, a vrijeme zacjeljivanja je relativno dulje, do 0,2-0,25 s, dok je austenitizacija unutarnjeg sloja dovršena između Shuna i Shuna, zbog čega površinski austenit ima veću koncentraciju ugljika i jači učinak ojačavanja krute otopine. Smjer hlađenja kod laserskog kaljenja je suprotan od smjera konvencionalne toplinske obrade, koji je iznutra prema van. Iako je temperatura unutarnjeg sloja niska, brzina hlađenja je najveća. Iako je temperatura vanjskog sloja visoka, on ima prednost učvršćivanja otopine, ali je brzina hlađenja najsporija. Iako je koncentracija ugljika u unutarnjem sloju malo niska, pojačanje distorzijom i disperzijom je jače. Na taj način je raspodjela vrijednosti tvrdoće u očvrslom sloju gotovo nepromijenjena.
Snažan radni sloj laserski ojačanih dijelova može izbjeći fenomen da će se trošenje ubrzati nakon što se površina konvencionalnih topli{0}}obrađenih dijelova pohaba.
Tehnologija laserskog kaljenja zupčanika
1. Odabir materijala
Laserski zupčanik trebao bi biti izrađen od čelika srednjeg ugljika umjesto čelika s niskim udjelom ugljika.
Ako se koristi čelik s niskim udjelom ugljika, neće biti jamstva čvrstoće za bazu zupčanika i otpornost na savijanje će se smanjiti.
2. Izvorno stanje
Najbolje izvorno stanje laserskog zupčanika je stanje kaljenja i temperiranja. Specifična operacija može se kombinirati s toplinskom obradom za smanjenje naprezanja nakon kovanja zupčanika. To je jeftin-način za postizanje željenog stanja kaljenja i kaljenja laserske opreme normalizacijom materijala za kovanje i kaljenjem na visokoj-temperaturi.
3. Način skeniranja
Način skeniranja laserskog zupčanika uglavnom uključuje obodno kontinuirano skeniranje i aksijalno podijeljeno skeniranje.
4. Tehnologija predtretmana
Odgovarajuće sredstvo za prethodnu obradu jedan je od ključeva za osiguranje laserskog tretmana ojačanja zupčanika, a to je uvijek bio težak problem u laserskoj obradi. Razumni agens za prethodnu obradu i postupak obrade mogu spriječiti pukotinu od gašenja na površini zupčanika, smanjiti osjetljivost površine na gorenje, osigurati točnost površine zuba nakon laserske obrade i povećati debljinu otvrdnutog sloja.
5. Kontrola preklapanja i defokusiranja
Zbog zahtjeva uvjeta rada zupčanika potrebno je da površinski očvrsli sloj zupčanika bude razumno raspoređen uz profil zuba, a oblik zupčanika je poseban. Osim toga, kružna površina koraka zupčanika ne može se preklapati trakom za gašenje, pa je potreban poseban -sustav fokusiranja širokog pojasa.
Osim toga, budući da laserska zraka ne može osigurati istu količinu defokusiranja u različitim dijelovima površine zuba, ključ za osiguranje razumne raspodjele tvrdoće površine zuba je odabir žarišne točke.
6. Performanse zupčanika
Izvedba laserske opreme uglavnom je u tri aspekta: izvedba zamora; ako nema slomljenog zuba u laserskom zupčaniku i kaljenom i poboljšanom zupčaniku, dokazano je da ima visoku otpornost na zamor savijanjem; otpornost na habanje; performanse usluge.
Za automatizirani sustav kaljenja zupčanika istražite Kingov laser RS-LQM-R3000Stroj za lasersko gašenje vlakana snage 3000 W.