Lasersko kaljenje jedan je od novih scenarija primjene laserske tehnologije. Ova metoda uglavnom koristi laser za lokalno i brzo zagrijavanje površine materijala kako bi se postigla svrha ojačanja površine materijala. Uglavnom se koristi na metalnim materijalima. Tvrdoća površine, otpornost na habanje, otpornost na koroziju i druga svojstva očvrsnutog materijala bit će poboljšana u različitim stupnjevima, a životni vijek također će se značajno poboljšati.
Teorijska osnova laserskog otvrdnjavanja je zakon interakcije između lasera i materijala. Postoje tri glavna procesa, naime lasersko taljenje i skrućivanje, lasersko otvrdnjavanje udarom i lasersko fazno otvrdnjavanje. Razlika između ova tri procesa uglavnom leži u razlici u snazi lasera i gustoći laserske energije. I vezano za vrijeme djelovanja lasera.
Lasersko kaljenje može igrati značajniju ulogu u sljedećim scenarijima:
1. Veliki obradaci koji teško ulaze u peć za toplinsku obradu.
2. Radni komadi koji zahtijevaju toplinsku obradu samo na lokalnim površinama kao što su utori, rupe i rubovi.
3. Dijelovi koje je teško obraditi konvencionalnim postupcima toplinske obrade.
4. Precizni dijelovi s visokim zahtjevima za deformaciju toplinske obrade.
5. Toplinska obrada površine izradaka od lijevanog željeza.
6. Dijelovi koji su skloni pucanju tijekom konvencionalnih procesa toplinske obrade.
7. Dijelovi koji ne zadovoljavaju zahtjeve tvrdoće kroz konvencionalne postupke toplinske obrade.
Prednosti laserskog otvrdnjavanja
Kao brza beskontaktna metoda obrade, lasersko kaljenje ne zahtijeva vanjske medije za kaljenje, što rezultira malom deformacijom obratka i velikom brzinom hlađenja. U usporedbi s tradicionalnim tehnikama kao što su plameno kaljenje i kaljenje karburizacijom, lasersko kaljenje ne zahtijeva vanjske medije kao što su voda ili ulje za hlađenje. Koristi laser visoke gustoće za brzo zagrijavanje, što rezultira manjim brojem procesa i većom brzinom. Iz rezultata otvrdnjavanja može se vidjeti da je sloj laserskog otvrdnjavanja ujednačen, a tvrdoća 15-20% veća od one kod konvencionalnog otvrdnjavanja.
Dubina i putanja laserski otvrdnulog grijaćeg sloja su jednostavni i kontrolirani, jednostavni za rukovanje, mogu brzo prilagoditi promjene procesa, uz dobru fleksibilnost i visok stupanj automatizacije. U isto vrijeme, uz podršku kontrolnog sustava, smjer lasera može se fleksibilno mijenjati, a kada se suočavate s utorima unutarnje rupe u materijal koji je teško probiti ili složenim dijelovima visoke preciznosti, lasersko otvrdnjavanje također može dobro postići cilj.
Primjena laserskog otvrdnjavanja
Lasersko površinsko otvrdnjavanje naširoko se koristi u područjima kao što su kalupi, mehanička proizvodnja, nafta, kemijska industrija, laka industrija, hardverski alati i automobilski dijelovi zbog svoje izvrsne toplinske obrade. Među njima, metalne legure su materijali koji se najčešće koriste u industriji, sa složenim mikrostrukturama koje se mogu kontrolirati pomoću laserske toplinske obrade kako bi se promijenila njihova mehanička, fizikalna i kemijska svojstva i postigle različite performanse. Tipični obradaci uključuju kalupe, zupčanike, osovine, navoje, vodilice, košuljice cilindra, važne vojne proizvode itd.
Lasersko otvrdnjavanje kalupa
Lasersko kaljenje prstenastog zupčanika
Lasersko kaljenje košuljice cilindra
