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激光熱處理在工業(yè)上的應(yīng)用及其發(fā)展
2008年8月21日 |
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-由于激光熱處理有相當(dāng)明顯的優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)金屬熱處理不能解決或不容易解決的技術(shù)難題，在國(guó)內(nèi)外受到高度重視，激光熱處理得到迅速的發(fā)展。大功率CO2激光器從70年代起發(fā)展很快，先進(jìn)的工業(yè)國(guó)家大功率CO2激光器已產(chǎn)品化、系列化。
我國(guó)從“七五”以后相繼研制成功了千瓦級(jí)萬(wàn)瓦級(jí)大功率CO2多模激光器。隨著大功率激光器的發(fā)展，用激光就可以實(shí)現(xiàn)各種形式的表面處理。它是引起材料組織結(jié)構(gòu)變化的冶金過(guò)程，其加熱時(shí)間在10-3s~10-7s的范圍內(nèi)，功率密度為每平方毫米大于0.1kw。它的應(yīng)用極為廣泛，幾乎一切金屬表面熱處理都可以應(yīng)用。目前應(yīng)用比較多的有汽車(chē)、冶金、石油、重型機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等存在嚴(yán)重磨損的機(jī)器行業(yè)，以及航天、航空等高技術(shù)產(chǎn)品。激光熱處理在汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用極為廣泛，在許多汽車(chē)關(guān)鍵件上，如：缸體、缸套、曲軸、凸輪軸、派啟發(fā)、閥座、搖臂、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以采用激光熱處理。例如：美國(guó)通用汽車(chē)公司用十幾臺(tái)千瓦級(jí)CO2激光器，對(duì)換向器殼內(nèi)壁局部硬化，日產(chǎn)3萬(wàn)套，提高工效四倍。我國(guó)采用大功率CO2激光器對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行缸孔強(qiáng)化處理，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)大修里程到15萬(wàn)公里以上，一臺(tái)汽缸等于三臺(tái)不經(jīng)處理的汽缸。
激光熱處理在大型機(jī)車(chē)制造業(yè)已被采用，大大提高了機(jī)車(chē)壽命，主要是機(jī)車(chē)大型曲軸的激光熱處理和機(jī)車(chē)柴油機(jī)缸套和機(jī)車(chē)主簧片的激光熱處理。它們的模具制造工藝復(fù)雜，精度要求高，形狀各異，應(yīng)用廣泛，但往往因模具的壽命短而加大了成本，返修也很困難。用激光對(duì)模具表面進(jìn)行熱處理，已逐漸被認(rèn)識(shí)和被采用，可成倍的提高模具的壽命，又不受形狀和尺寸的限制。激光熱處理過(guò)的曲軸由于激光熱處理越來(lái)越顯示其優(yōu)越性，各種大功率CO2激光熱處理不斷問(wèn)世。有些大型企業(yè)不惜代價(jià)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，如大連機(jī)車(chē)車(chē)輛廠引進(jìn)德國(guó)6000WCO2激光器由于大型曲軸熱處理生產(chǎn)線等。與此同時(shí)，國(guó)產(chǎn)大功率CO2激光熱處理設(shè)備銷(xiāo)售每年也成倍增長(zhǎng)，激光熱處理生產(chǎn)線在各地相繼發(fā)展起來(lái)。目前比較成功的例子有大連機(jī)車(chē)車(chē)輛廠由于機(jī)車(chē)曲軸、缸套、立簧片的激光熱處理生產(chǎn)線；西安內(nèi)燃機(jī)廠柴油機(jī)缸套激光熱處理生產(chǎn)線；北京內(nèi)燃機(jī)及首都汽車(chē)公司的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)缸套激光熱處理生產(chǎn)線；長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠激光熱處理生產(chǎn)線。同時(shí)全國(guó)各地建立了不同規(guī)模的激光加工中心，為各行業(yè)機(jī)器零件進(jìn)行激光熱處理。
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