曲轴激光修复淬火的原理和特点

  曲轴激光修复淬火的优点是硬化层均匀，硬度高，工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，容易自动化，不需要像感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的传感器，尤其是曲轴激光修复淬火前后工件的变形几乎可以忽略不计，因此特别适合对精度要求高的零件表面处理。

  曲轴激光修复淬火的主要原理是金属材料中的自由电子吸收激光光子能量，温度上升到共析点以上、熔点以下，产生固态相变反应，通过基体的传热自冷却淬火，在零件表面有限深度内发生固态相变。

  曲轴激光修复淬火的激光束照射金属表面形成高温梯度，导致材料中原子迁移。在一定深度范围内，不同结构的组织层的形成与温度有关，主要表现为温度梯度分布的变化，组织的耐磨性、硬度等性能也会发生相应的变化。曲轴激光修复淬火后，金属材料可以根据组织层的不同分为三层。首先：相变硬化层。激光直接照射该层，温度上升和下降较快，过热度和过冷度。在非平衡状态下，基体组织以瞬时剪切的形式转变为奥氏体组织，伴随着碳和各种合金元素的扩散和迁移。元件总是热振动，振动的能量与温度密切相关。当温度较低时，原子的能量不足以克服周围原子的约束。

  当温度上升到一定程度时，原子可以越过势垒，从原来的位置跃迁到其他位置，合金等元素从高浓度向低浓度扩散迁移。为了探索合金元素的扩散，人们通常使用动态计算程序DICTRA进行模拟。对铁、铝、硅合金在不同温度下的元素扩散和迁移进行了实验，结果表明，计算结果与实验结果吻合较好。尽管有元素的扩散和迁移，但与常规淬火相比，扩散时间非常有限，这使得元素的分布非常不均匀。冷却后得到的显微组织非常细小，位错密度极高，这一层的显微组织也不一样。

  金属表面吸收光能的效率主要取决于材料的表面状态。加工后模具表面粗糙度很小，反射率高达80% ~ 90%。一般采用磷化法和喷涂法对金属表面进行预处理，以提高金属表面的激光吸收效率。通过磷化的方法，可以在材料表面形成均匀精细的金属磷酸盐磷化膜，对材料表面影响很小。喷涂法是