CN102560054A - 一种激光热处理强化工艺 - Google Patents

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龙康
王胜刚
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Abstract

本发明涉及激光应用领域，具体地来说为一种激光热处理强化工艺。采用激光技术进行激光重熔强化热处理，选择的激光功率1000～1500瓦，激光束扫描速度10～20毫米/秒，光斑直径1～3毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，热处理时间为30～50秒。本发明利用激光进行硬化处理，激光表面强化是当激光束照射到材料表面时，激光被材料吸收变为热能，表层材料受热升温，使材料发生固体相变，当激光束被切断或移开后，材料表面冷速很快，能实现金属内部晶粒细化。激光金属表面硬化处理具有硬化层厚、处理质量好、处理效率高、运行成本低等优点。本发明用激光高能束对金属表面瞬时加热，靠金属材料自身冷却，使材料激光辐照表层晶粒细化，强度增加。

Description

一种激光热处理强化工艺
技术领域
本发明涉及激光应用领域，具体地来说为一种激光热处理强化工艺。
背景技术
生产200毫米直径锅沿的炒锅在压力成型以后，在急冷急热使用时，锅会变形。目前，通常采用锅沿进行翻边来解决变形问题，但增加了生产工序，特别是对三层复合金属板工艺就更加复杂，相应的增加生产成本，因此，需要一种处理过程简单，处理效果好的工艺。
激光热处理是一种表面热处理技术，即利用激光加热金属材料表面实现表面热处理。激光加热具有极高的功率密度，即激光的照射区域的单位面积上集中极高的功率。由于功率密度极高，工件传导散热无法及时将热量传走，结果使得工件被激光照射区迅速升温到奥氏体化温度实现快速加热。当激光加热结束，因为快速加热时工件基体大体积中仍保持较低的温度，被加热区域可以通过工件本身的热传导迅速冷却，从而实现淬火等热处理效果。现有技术中，采用激光淬火技术对各种导轨、大型齿轮、轴颈、汽缸内壁、模具、减振器、摩擦轮、轧辊、滚轮零件进行表面强化，适用材料为中、高碳钢或铸铁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用激光对锅沿热处理的激光热处理强化工艺， 解决现有技术中炒锅在压力成型以后，锅沿进行翻边后生产工序多，生产成本高等问题。
本发明的技术方案为：
一种激光热处理强化工艺，采用激光对工件表面进行热处理，采用的激光功率1000～1500瓦，激光束扫描速度10～20毫米/秒，光斑直径1～3毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，针对200~300毫米直径锅沿的炒锅，热处理时间为30～50秒。
所述的激光热处理强化工艺，优选地采用激光功率1200瓦，激光束扫描速度10～20毫米/秒，光斑直径3毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，针对200毫米直径锅沿的炒锅，热处理时间为30～50秒。
所述的激光热处理强化工艺，通过激光高能束对炒锅沿进行激光热处理强化工艺，工件的表面硬度HB≥320，表面硬化层的厚度为0.5～1毫米。
所述的激光热处理强化工艺，用激光高能束对工件表面瞬时加热，靠材料自身冷却，使材料激光辐照表层晶粒细化，强度增加。
所述的激光热处理强化工艺，工件表面为炒锅锅沿的上平面。
本发明具有如下的有益效果和优点：
1、采用本发明激光热处理的方法对锅沿进行热处理具有操作简单，节约工序和节约生产成本等优点。
2、采用本发明方法得到的炒锅，经测试硬度得到提高，材料组织细密，耐磨性好，能提高炒锅的使用寿命。
3、本发明利用激光对炒锅锅沿表面进行硬化处理，激光表面强化是当激光束照射到材料表面时，激光被材料吸收变为热能，表层材料受热升温。由于功率集中在一个很小的表面上，在很短的时间几秒内即把材料加热到材料的相变、熔化温度，使材料发生固体相变，当激光束被切断或移开后，材料表面冷速很快，实现表面强化。炒锅锅沿的表面硬度HB≥320，表面硬化层的厚度为0.5～1毫米。激光金属表面硬化处理具有硬化层厚、处理质量好、处理效率高、运行成本低等优点。
4、采用本发明方法将激光加工应用于炒锅锅沿，在进行热处理工艺时，炒锅不会变形，加工速度提高了30%。
5、本发明适用于热处理200毫米直径锅沿的炒锅，炒锅的材质为三层复合金属板（不锈钢、铝、不锈钢）。
附图说明
图1为发明方法处理的炒锅的结构示意图；
图中：1锅沿；2锅底；3激光热处理强化位置。
具体实施方式
如图1所示，采用本发明方法处理的炒锅包括锅底1和锅沿2，本发明处理的位置为锅沿1的上平面即激光热处理强化位置3。本发明激光表面强化技术的原理是利用激光穿透能力极强的特点，当把金属表面加热到仅低于熔点的临界转变温度时，其表面迅速奥氏体化，然后急速冷却淬火，金属表面迅速被强化。采用激光对工件表面进行热处理，采用的激光功率1000～1500瓦，激光束扫描速度10～20毫米/秒，光斑直径1～3毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，针对200~300毫米直径锅沿的炒锅热处理时间为30～50秒。
实施例1
对加工成型的200毫米直径锅沿的炒锅，激光功率采用1200瓦，激光束扫描速度15毫米/秒，光斑直径2毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，热处理的时间为40秒，达到激光重熔细化晶粒效果。
对处理后的炒锅进行加压变形测试，与常规的处理技术相比，抗变形能力相当，热处理速度提高了60%，制作成本得到降低。炒锅锅沿的表面硬度HB=360，表面渗氮层和硬化层的厚度为0.6毫米。
实施例2
对加工成型的250毫米直径锅沿的炒锅，激光功率采用1000瓦，激光束扫描速度10毫米/秒，光斑直径3毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，热处理的时间为30秒，达到激光重熔细化晶粒效果。
对处理后的炒锅进行加压变形测试，与常规的处理技术相比，抗变形能力相当，热处理速度提高了60%，制作成本得到降低。炒锅锅沿的表面硬度HB=350，表面渗氮层和硬化层的厚度为0.5毫米。
实施例3
对加工成型的300毫米直径锅沿的炒锅，激光功率采用1500瓦，激光束扫描速度20毫米/秒，光斑直径1毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，热处理的时间为50秒。
对处理后的炒锅进行加压变形测试，与常规的处理技术相比，抗变形能力相当，热处理速度提高了60%，制作成本得到降低。炒锅锅沿的表面硬度HB=400，表面渗氮层和硬化层的厚度为1毫米。

Claims (6)

1.一种激光热处理强化工艺，其特征在于：采用激光对工件表面进行热处理，采用的激光功率1000～1500瓦，激光束扫描速度10～20毫米/秒，光斑直径1～3毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，热处理时间为30～50秒。
2.按照权利要求1所述的激光热处理强化工艺，其特征在于：优选地采用激光功率1200瓦，激光束扫描速度10～20毫米/秒，光斑直径2毫米，激光使工件表面达到材料熔化温度，热处理时间为30～50秒。
3.按照权利要求1所述的激光热处理强化工艺，其特征在于：用激光高能束对工件表面瞬时加热，靠材料自身冷却，使材料激光辐照表层晶粒细化，强度增加。
4.按照权利要求1所述的激光热处理强化工艺，其特征在于：工件的表面硬度HB≥320，表面硬化层的厚度为0.5～1毫米。
5.按照权利要求1所述的激光热处理强化工艺，其特征在于：工件表面为炒锅锅沿的上平面。
6.按照权利要求5所述的激光热处理强化工艺，其特征在于：炒锅为200~300毫米直径锅沿的炒锅。
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