CN108220575B - 一种轴类工件的激光强化工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种轴类工件的激光强化工艺，属于激光热处理技术领域，包括步骤1、对轴类工件的表面进行表面处理；步骤2、将表面处理完毕的轴类工件固定在回转机床的卡盘上；步骤3、根据轴类工件工艺要求设定合适的激光器参数，所述激光参数包括光斑大小、功率、扫描速度；步骤4、编写机器人程序；步骤5、运行机器人程序，使激光束按照步骤3中设定的激光参数对于轴类工件进行淬火处理；步骤6、待完成步骤5的淬火处理后，松开卡盘，将轴类工件下机；步骤7、检验轴类工件淬硬层的深度及硬度。本发明提供一种轴类工件的激光强化工艺，提高生产效率，缩短生产周期、降低能耗，减少环境污染能够满足恶劣的工况环境使用。

Description

一种轴类工件的激光强化工艺
技术领域
本发明涉及一种激光强化工艺，尤其是一种轴类工件的激光强化工艺，属于激光热处理技术领域。
背景技术
轴类是支撑转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或者弯矩的零件，由于现有工况环境恶劣，某些轴类工件耐磨部位需要一定的硬度和耐磨性，为了达到使用性能，需要对轴类工件进行热处理，传统的热处理方式为感应淬火。
而传统的感应淬火虽然能够满足生产使用要求，但是存在能耗大、污染严重、生产周期长等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种轴类工件的激光强化工艺，提高生产效率，缩短生产周期、降低能耗，减少环境污染能够满足恶劣的工况环境使用。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种轴类工件的激光强化工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
步骤1、对轴类工件的表面进行表面处理；
步骤2、将表面处理完毕的轴类工件固定在回转机床的卡盘上；
步骤3、根据轴类工件工艺要求设定合适的激光器参数，所述激光参数包括光斑大小、功率、扫描速度；
步骤4、编写机器人程序；
步骤5、运行机器人程序，使激光束按照步骤3中设定的激光参数对于轴类工件进行淬火处理；
步骤6、待完成步骤5的淬火处理后，松开卡盘，将轴类工件下机；
步骤7、检验轴类工件淬硬层的深度及硬度。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中所述光斑大小为5mm～40mm×5mm～40mm、扫描速度为2mm/s～30mm/s、淬火温度为1000℃-1300℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：光斑大小为10mm×15mm～10mm×15mm、扫描速度为4mm/s～8mm/s、淬火温度为1100℃-1200℃。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤7中轴类工件淬硬层的深度为1mm～3mm，淬硬层硬度为40～70HRC。
本发明技术方案的进一步改进在于：轴类工件淬硬层硬度落差≤4HRC。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中的激光器为半导体激光器。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明使用半导体激光器制造高能量激光束，激光照射轴类工件耐磨部位表面，吸收激光能量并迅速冷却，加热速度可达104～109℃/s，冷却速度达104℃/s，在短时间内即可完成轴类工件耐磨部位强化，工艺周期仅为传统感应淬火工艺周期的1/4，强化成本不到传统感应淬火的1/10，晶粒度提高了2-3级，硬度提高3HRC以上，耐磨性提高50％以上。
采用激光强化的方式无需准备传统工业流程中加热线圈等工装工具，节省生产成本且适用性强，不会对环境造成污染；
通过合理的调整光斑的大小，降低了淬火工艺所用的时间，提高了生产效率，另外本发明还通过调整温度进而实现控制激光功率，操作更为直观，方便操作。
鉴于综合调整激光强化工艺参数，可以使轴类工件淬硬层的深度为1mm～3mm，淬硬层硬度为40～70HRC。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：
实施例1
本实施例的一种轴类工件的激光强化工艺，包括以下几个步骤，
步骤1、对轴类工件的表面进行表面处理，采用砂纸、毛刷或者角磨机去除轴类工件表面的氧化物；
步骤2、将表面处理完毕的轴类工件固定在回转机床的卡盘上；
步骤3、根据轴类工件工艺要求设定合适的激光参数，所述激光参数包括光斑大小、功率、扫描速度；
光斑大小为8mm×8mm、扫描速度为20mm/s、淬火温度为1300℃
步骤4、编写机器人程序；
步骤5、运行机器人程序，使激光束按照步骤3中设定的激光参数对于轴类工件进行淬火处理；
步骤6、待完成步骤5的淬火处理后，松开卡盘，将轴类工件下机；
步骤7、检验轴类工件淬硬层的深度及硬度。
经测试利用本发明激光强化工艺处理后，轴类工件淬硬层的深度为2mm，硬层硬度为70HRC，轴类工件淬硬层硬度落差为4HRC，并将激光强化处理之后的轴类工件进行各类磨损试验，耐磨性比传统的感应淬火提高了1.5倍以上，所用的操作工时仅为30分钟，而传统感应淬火工艺，一般轴类工件耐磨部位强化平均需要2个小时以上，与传统感应淬火相比，大大提高了工作效率。
本实施例
实施例2～4
实施例2～4的工艺步骤与实施例1相近，与实施例1不同之处为激光参数不同，参见表1，进而控制轴类工件淬硬层的深度、硬度、硬度落差，具体的参数参见表2。
表1实施例1～4激光参数对照表
Figure BDA0001534760780000031
Figure BDA0001534760780000041
表2实施例1～4轴类工件淬硬层的深度、硬度、硬度落差对照表
Figure BDA0001534760780000042

Claims (1)

1.一种轴类工件的激光强化工艺，其特征在于：包括以下几个步骤：
步骤1、对轴类工件的表面进行表面处理；采用砂纸、毛刷或者角磨机去除轴类工件表面的氧化物；
步骤2、将表面处理完毕的轴类工件固定在回转机床的卡盘上；
步骤3、根据轴类工件工艺要求设定合适的激光器参数，所述激光参数包括光斑大小、淬火温度、扫描速度；所述光斑大小为8mm×8mm、扫描速度为20mm/s、淬火温度为1300℃；激光器为半导体激光器；
步骤4、编写机器人程序；
步骤5、运行机器人程序，使激光器按照步骤3中设定的激光参数对于轴类工件进行淬火处理；
步骤6、待完成步骤5的淬火处理后，松开卡盘，将轴类工件下机；
步骤7、检验轴类工件淬硬层的深度及硬度；经测试利用激光强化工艺处理后，轴类工件淬硬层的深度为2mm，硬层硬度为70HRC，轴类工件淬硬层硬度落差为4HRC，并将激光强化处理之后的轴类工件进行各类磨损试验，耐磨性比传统的感应淬火提高了1.5倍以上，所用的操作工时仅为30分钟。
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CN110184421A (zh) * 2019-04-03 2019-08-30 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种提高机床固定顶尖硬度和耐磨性的强化方法
CN113373282A (zh) * 2021-05-28 2021-09-10 丹阳宏图激光科技有限公司 一种重型压力机主轴激光淬火工艺
CN114774638A (zh) * 2022-04-21 2022-07-22 河南中原特钢装备制造有限公司 高镍合金结构钢制作钢件的螺纹表面淬火方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1252290C (zh) * 2002-07-22 2006-04-19 广州富通光科技术有限公司 齿轮的激光表面硬化工艺
CN1537956A (zh) * 2003-04-16 2004-10-20 济南钢铁集团新事业有限公司 工作面有硬化层的尖轨及其尖轨工作面激光硬化处理工艺
JP5319866B2 (ja) * 2004-05-24 2013-10-16 株式会社小松製作所 転動部材およびその製造方法
CN101381799A (zh) * 2008-09-25 2009-03-11 浙江申达机器制造股份有限公司 一种塑料成型机销轴表面硬化处理方法
CN102649990A (zh) * 2012-05-05 2012-08-29 张家港市和昊激光科技有限公司 一种对轴类工件进行激光相变硬化的工艺
KR20140079533A (ko) * 2012-12-14 2014-06-27 현대자동차주식회사 크랭크샤프트 열처리 장치
CN103627855B (zh) * 2013-11-04 2015-08-05 江苏大学 一种激光微处理工件表面强化方法
JP2016148428A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 日本精工株式会社 転動軸及びその製造方法
CN104775011B (zh) * 2015-04-28 2016-08-24 辽宁工业大学 一种轴类零件快速淬火装置及方法
CN105177274A (zh) * 2015-10-19 2015-12-23 无锡清杨机械制造有限公司 一种激光硬化工艺

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