摩托車是一種應(yīng)用廣、快速、經(jīng)濟、舒適的交通和運動工具，它具有靈活、輕便、機動和高速等特點。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代摩托車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)融合了機電液技術(shù)、信息與數(shù)字化技術(shù)、控制與測試技術(shù)、新工藝技術(shù)和新材料技術(shù)等諸多高新技術(shù)，成為了一種技術(shù)含量很高的產(chǎn)品。

在摩托車生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)中，激光加工技術(shù)大有用武之處。涉及摩托車制造的激光加工技術(shù)主要有激光表面改性處理（包括激光相變硬化、熔覆、合金化）、激光打孔、激光切割、激光焊接、激光沖擊以及激光打標(biāo)、激光刻花、激光測量等。

激光相變硬化處理（激光淬火）

激光相變硬化處理（Laser Transformation Hardening, LTH）是激光表面改性處理中最早使用的方法，由于激光加熱能把熱量限制在所需要的部位，所以激光相變硬化時變形極?。s為15~20），可獲得極薄的均勻硬化層（一般小于1mm）。由于金屬材料對激光吸收率低（對CO₂激光吸收率低于10%，對YAG激光吸收率最高為30~40%），因而激光相變硬化時，為提高材料表面對激光吸收率，可在表面涂上一層涂料，使金屬表面對激光吸收率達90%以上。激光適用于對變形很敏感的零件的特殊部位（如深孔內(nèi)壁、盲孔底部等）進行硬化處理。

摩托車發(fā)動機排量大多在50~750cm³，其絕大部分關(guān)鍵件結(jié)構(gòu)與要求均與汽車發(fā)動機相似。目前在歐美、日本等發(fā)達國家已將激光技術(shù)用于汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域，相比之下，我國在這方面存在較大的差距，尤其是在摩托車行業(yè)中。

早在1978年美通用汽車公司建成了汽缸激光處理生產(chǎn)線，用4臺5kw的CO₂激光器對鑄鐵缸套內(nèi)壁處理出寬為2.5mm，深為0.5mm的螺旋線硬化帶，并規(guī)定缸套必須經(jīng)激光處理才能出廠。

北京大恒公司對汽車發(fā)動機缸體內(nèi)壁進行激光硬化處理，采用激光功率為900w，掃描速度為400mm/S，激光硬化帶寬3.5mm，深0.25~0.3mm，硬度達HRC63，將使用壽命提高了3倍。青島發(fā)動機廠對6102Q高速柴油機缸體進行激光相變硬化處理，省去了缸套，缸孔內(nèi)表面耐磨性超過硼缸套16%~20%。

1984年前蘇聯(lián)卡基諾論汽車修理廠采用激光對3號鋼和45號鋼的曲軸進行激光相變處理。經(jīng)90小時臺架試驗，主軸頸和連桿軸頸的平均磨損量較傳統(tǒng)熱處理方法分別減少47.3%和43.5%，一般運行時耐磨性增加42%、疲勞強度提高15%、主軸頸壽命延長10%。1985年，長春第一汽車廠使用1.8kw激光器對45號鋼的曲軸軸頸進行掃描相變硬化處理，獲得寬為3.8mm，深為0.8~1.37mm的淬火帶，硬度達765HV。1994年大連機車車輛廠對曲軸的主軸頸和連桿軸頸部分進行激光處理，使相變硬化中心帶表面殘余應(yīng)力達—（900~1000）Mpa，再配合表面滾壓，使疲勞壽命提高185%以上。

華南理工大學(xué)對汽車發(fā)動機排氣閥進行激光硬化處理，獲得了滿意的效果以取代價格昂貴的進口零件，完成標(biāo)致汽車的國產(chǎn)化，1997年華南師大量子電子研究所對材料為的排氣閥尾端進行相變硬化處理，其硬化層厚度和硬度值均達到了標(biāo)致汽車機排氣閥圖紙規(guī)定的要求。

目前凸輪軸激光表面處理主要用于小型發(fā)動機上，對凸輪表面的一定節(jié)距進行激光螺旋掃描處理，獲得硬化骨架和軟化貯油溝槽兼?zhèn)涞谋砻?，以提高耐磨和耐擦傷性能。?992年德國開始在凸輪軸上旋行激光重熔淬火處理，得到萊氏體組織，凸輪耐磨性和接觸疲勞強度均得到了顯著的提高。

日本日產(chǎn)公司（特開昭963—134634專利）提出用條狀激光束沿凸輪寬度進行激光掃描相變處理，這樣可獲得均勻組織，又不會出現(xiàn)兩側(cè)塌邊現(xiàn)象。處理后表面組織為枝晶狀細萊氏體，表面硬度高過800~1000HV以上，達到550HV有效硬化層厚度超過1.5mm。試驗表明這種組織具有很高的接觸疲勞強度和耐磨損、耐腐蝕、耐擦傷性能，是一種理想的凸輪軸強化方法。

1997年天津大學(xué)對灰鑄鐵凸輪軸進行了激光重熔強化處理。試驗是在6kw連續(xù)波CO₂激光器上進行。結(jié)果表明凸輪經(jīng)激光表面重熔處理后，表層為強化細萊氏體組織，其硬度顯著高于基體，耐磨性能優(yōu)于冷激鑄鐵。

1999年廣東五邑大學(xué)、江蘇理工大學(xué)和大長江摩托車公司合作，使用NEL2500快速軸流CO₂激光器，對HJ125T型摩托車發(fā)動機中與C型環(huán)配合、材料為HT300的凸輪軸頸部，寬6mm、長16mm、深為16mm的槽底進行激光相變處理，處理后的零件經(jīng)硬度測量、耐磨損和耐沖擊試驗以及金相組織分析表明，其各項性能均達到日本進口零件要求，完全可實現(xiàn)該零件的國產(chǎn)化。

同時五邑大學(xué)、江蘇理工大學(xué)還對摩托車發(fā)動機凸輪、正時鏈輪齒部（材料為20CrMo）進行了激光相變硬化處理，不但可以保證質(zhì)量，而且減化工藝流程，降低成本，取得了滿意的效果。

活塞環(huán)是發(fā)動機關(guān)鍵零件之一，采用激光相變處理后可使其表面硬度達1000HV以上?；钊h(huán)的激光相變處理與鍍鉻、鍍鉬、滲碳處理相比，具有工藝簡單、生產(chǎn)效率高、無三廢污染和節(jié)約貴金屬等優(yōu)點，實際應(yīng)用中取得了良好的效果。如我國戚墅堰機車車輛工藝所與原長沙鐵道學(xué)院對鉻鉬銅合金鑄鐵活塞環(huán)進行相變硬化處理，表面硬度達800~1260HV，裝車后進行18~21萬余公里檢測表明，最嚴重的第一氣環(huán)磨損量僅為0.005~0.0125mm/10⁴km，且潤滑油消耗量降低了23%~25%，取得了可觀的經(jīng)濟效益。日本洋馬公司用1kw級的CO₂激光器對M200型發(fā)動機用的球墨鑄鐵活塞環(huán)進行了激光淬火處理，取得了良好的效果。

待續(xù)…

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