激光再制造作為一種較為先進(jìn)的修復(fù)手段，在石油、煤炭、鋼鐵、電力、航空航天等行業(yè)具有廣泛的用途。激光再制造包括激光熔覆、激光淬火、激光合金化等技術(shù)，其中激光再制造中的激光淬火作為自動(dòng)化控制的柔性加工方式，不僅可以使損傷的零部件恢復(fù)外形尺寸，幾乎不變形或少變形，且淬火后無(wú)需回火，淬火硬度比常規(guī)方法高。

繼《激光熔覆工藝介紹及應(yīng)用案例》后，本文對(duì)激光再制造的另一工藝——激光淬火進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用及分析。

一、激光淬火

激光淬火也稱激光相變硬化，屬于表面熱處理范疇。激光淬火通過(guò)激光束掃描工件表面，使工件表面迅速升溫到相變溫度以上、熔化溫度以下，然后停止或移開(kāi)激光束，熱量從工件表面向基體內(nèi)部快速傳導(dǎo)，表面得以急劇冷卻，使受熱層快速冷卻到馬氏體相變點(diǎn)以下，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工件的表面相變硬化。

與激光淬火相對(duì)應(yīng)的感應(yīng)淬火及熱處理爐是常規(guī)的加工手段，然而感應(yīng)淬火工具專用性高（一個(gè)部位一種感應(yīng)器，甚至要求一種專用定位夾具）、不適應(yīng)形狀復(fù)雜的零件、易產(chǎn)生淬火裂紋等缺點(diǎn)，而激光淬火具有自動(dòng)化控制、柔性加工、零件變形小、淬火后無(wú)需回火、淬火硬度比常規(guī)方法高約5%~20%、低碳環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使激光淬火加工逐漸受到關(guān)注。

二、激光淬火應(yīng)用及工藝說(shuō)明

本次激光淬火實(shí)驗(yàn)以傳動(dòng)軸為例，簡(jiǎn)要介紹激光淬火工藝應(yīng)用。

1、工件情況

實(shí)驗(yàn)工件傳動(dòng)軸

2、淬火目標(biāo)

（1）表面全部淬火

（2）表面硬度：>HRC51

（3）淬硬層深度：>0.8mm

（4）圓跳度：<0.01mm

3、實(shí)驗(yàn)設(shè)備

創(chuàng)鑫激光再制造專用MFMC-3000W多模連續(xù)光纖激光器，高效率、高可靠性、免維護(hù)運(yùn)行、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測(cè)試都充分考慮了安全性。光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)30%。廣泛應(yīng)用于不銹鋼、碳鋼、鍍鋅板、銅板、鋁板等厚板材料的高質(zhì)量切割和焊接。

4、工藝參數(shù)設(shè)置

三、激光淬火步驟

四、淬火效果

根據(jù)工藝方案進(jìn)行淬火處理后，表面硬度：HRC52-54，淬火深度0.8mm處硬度為HRC40-42，搭接軟化帶寬度0.3mm,硬度為HRC35-38，圓跳度<0.01mm，工件淬火前后圓跳度無(wú)變化，表面粗糙度無(wú)變化，無(wú)淬火缺陷。