激光相變硬化和激光表面熔凝--高能束表面改性技術在模具工業的應用

激光特點
⑴、改性層足夠厚（0.1-1.0mm）注：氣相沉積一般為nm以及µm級；(來源：上海荔鋒模具鋼材有限公司）
⑵、結合強度↑↑↑→因是冶金結合；
⑶、能量大而集中，作用時間短→對基體影響??；
⑷、工藝簡單、操作靈活激光功率、光斑大小以及掃描速度隨時可調；
⑸、自動化程度高→生產效率高。

激光相變硬化
⒈原理：
⑴、同一般鋼的淬火無差別
⑵、加熱（A化）→冷卻（淬火，得到M） →硬化
⑶、問題是在特殊情況下（如亞共析、過共析鋼），極難獲得全M
⒉激光相變硬化的特點
⑴、加熱速度↑↑ →過熱度↑↑ →時間短，晶粒來不及長大（103-105℃/s）→A形核率↑↑  →極易全部A化,常規加熱：晶粒通常為8-10級，激光加熱：12級以上
⑵、淬火冷速（ 105℃/s） ↑↑ →得到全M組織（基體自冷）→常規淬火，有先共析相或P析出（激光加熱光斑極?。?rarr;先共析Fe3C，↓M中C量，↓硬度
⑶、顯微組織:
亞共析：M   M+F   心部原始組織(P+F)
過共析：M   M+P   心部原始組織(P)
表層→次表層→心部
⒊激光相變硬化的性能
⑴、硬度↑↑ →M強化（C含量亦↑ ）↘ 細晶強化Hall-Pitch  H=Hs+K/d1/2
⑵、抗疲勞性能↑↑表面呈壓應力區，心部呈拉應力區。疲勞裂紋是由拉應力而產生。壓應力產生的原因：淬硬層A →M時，體積膨脹，基體不變。使表層膨脹受約束而產生。
應用：
優點：激光淬火具有加熱速度快、硬度高、變形小、淬火部位可控、不需淬火介質、生產效率高、無氧化、無污染等優點。
⑴、發動機汽缸： 1978年，美國通用汽車公司建成了柴油機汽缸套激光淬火生產線。壽命↑3倍。（10萬公里不漏油）國內也已建立了數十條激光淬火生產線。螺旋掃描，可避免產生回火軟化區。
⑵、軋輥表面強化軋輥表面激光淬火強化，使軋輥耐磨性提高一倍以上。

激光表面熔凝
⒈原理
利用激光束將基材表面加熱到熔化溫度以上, 然后快速冷卻并凝固結晶。
⒉特點
比激光淬火層的總硬化層深度要深、硬度要高、耐磨性也要好。
缺點是，基材表面的粗糙度較大，后續加工量大。
⒊應用
⑴、↑耐磨性
⑵、激光快速熔凝Ni-P合金，可以得到均勻的非晶態層。
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