激光熱處理技術(shù)簡介及其特點(diǎn)與應(yīng)用介紹

　　一、激光熱處理技術(shù)的特點(diǎn)

　　激光熱處理是利用高功率密度的激光束對金屬進(jìn)行表面處理的方法，它可以對材料實(shí)現(xiàn)相變硬化（或稱做表面淬火、表面非晶化、表面重熔粹火）、表面合金化等表面改性處理，產(chǎn)生用其它表面淬火達(dá)不到的表面成分、組織、性能的改變。

　　激光具有單色性、相干性、方向性和高能量密度四大特點(diǎn)，因此，其穿透能力極強(qiáng)。激光的穿透能力是由其能量大孝功率密度強(qiáng)弱、時(shí)間長短而決定。當(dāng)功率密度為103W/cm2～107W/cm2時(shí)，以103℃/s～107℃/s加熱速度把金屬表面加熱到僅低于熔點(diǎn)的臨界轉(zhuǎn)變溫度，其表面迅速奧氏體化，然后急速自冷淬火，冷卻速度可達(dá)1.7×104℃/s，金屬表面迅速被強(qiáng)化，這就是激光相變硬化。

　　激光熱處理的顯著特點(diǎn)是：具有高速加熱，高速冷卻，獲得的組織細(xì)密、硬度高、耐磨性能好；淬火部位可獲得大于400kgf/mm2的殘余壓應(yīng)力，有助于提高疲勞性能；還可以進(jìn)行局部選擇性淬火，通過對多光斑尺寸的控制，更適合其它熱處理方法無法勝任的管孔、深溝、微區(qū)、夾角和刀具刃口等局部區(qū)域的硬化；激光可以遠(yuǎn)距離傳送，可以實(shí)現(xiàn)一臺激光器多工作臺同時(shí)使用，采用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對激光熱處理工藝過程的控制和管理，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。

　　二、激光熱處理在工業(yè)上的應(yīng)用及發(fā)展

　　由于激光熱處理有相當(dāng)明顯的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)金屬熱處理不能解決或不容易解決的技術(shù)難題，在國內(nèi)外受到了高度重視，激光熱處理得到了迅速的發(fā)展。

　　大功率CO2激光器從70年代起發(fā)展很快，先進(jìn)工業(yè)國家大功率CO2激光器已產(chǎn)品化、系列化。我國從“七五”以后相繼研制成功了千瓦級至萬瓦級大功率CO2多模激光器。隨著大功率激光器的發(fā)展，用激光就可以實(shí)現(xiàn)各種形式的表面處理。它是引起材料組織結(jié)構(gòu)變化的冶金過程，其加熱時(shí)間在10-3s～10-7s的范圍內(nèi)，功率密度為每平方毫米大于0.1kW。它的應(yīng)用極為廣泛，幾乎一切金屬表面熱處理都可以應(yīng)用。目前應(yīng)用比較多的有汽車、冶金、石油、重型機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等存在嚴(yán)重磨損的機(jī)器行業(yè)，以及航天、航空等高技術(shù)產(chǎn)品。