材料表面技術(shù)作業(yè) 材料2班 黃小葉

1、激光束加工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展激光束加工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展摘要摘要以激光加工技術(shù)為重點(diǎn)介紹表面工程的發(fā)展和應(yīng)用。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞表面工程技術(shù)激光加工技術(shù)、加工原理、應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展前景。表面工程技術(shù)是表面處理、表面鍍層及表面改性的總稱。表面工程技術(shù)是運(yùn)用各種物理、化學(xué)和機(jī)械工藝過(guò)程來(lái)改變基材表面的形態(tài)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)或應(yīng)力狀態(tài)而使其具有某種特殊性能，從而滿足特定的使用要求。表面技術(shù)的應(yīng)用已十分廣泛，可以用于防腐、耐磨、修復(fù)、強(qiáng)化、裝飾等，也可以

2、是光、電、磁、聲、熱、化學(xué)、生物等方面的應(yīng)用。表面技術(shù)所涉及的基材不僅是金屬材料，也包括無(wú)機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料及復(fù)合材料。表面工程有多種技術(shù)方法，包括電鍍、電刷度、化學(xué)鍍、涂裝、粘結(jié)、熱噴涂、熱浸鍍、化學(xué)氣相沉積、表面熱處理、表面激光改性、等離子注入等。下面主要介紹激光束表面處理技術(shù)。激光因具有單色性、相干性和平行性三大特點(diǎn)，特別適用于材料加工。激光加工是激光應(yīng)用最有發(fā)展前途的領(lǐng)域，國(guó)外已開(kāi)發(fā)出20多種激光加工技術(shù)。激光的空間控

3、制性和時(shí)間控制性很好，對(duì)加工對(duì)象的材質(zhì)、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動(dòng)化加工。激光加工系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)相結(jié)合可構(gòu)成高效自動(dòng)化加工設(shè)備，已成為企業(yè)實(shí)行適時(shí)生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，為優(yōu)質(zhì)、高效和低成本的加工生產(chǎn)開(kāi)辟了廣闊的前景。一激光加工1.加工原理激光加工是一種重要的高能束流加工方法，具有亮度高、方向性好和單色性好的相干光，因此在理論上可聚焦到尺寸與光的波長(zhǎng)相近的小斑點(diǎn)上。焦點(diǎn)處的功率密度可達(dá)1071011Wcm2，溫度高

4、達(dá)萬(wàn)度以上。激光加工就是利用材料在激光聚焦照射下瞬時(shí)急劇熔化和氣化，并產(chǎn)生很強(qiáng)的沖擊波，使被熔化的物質(zhì)爆炸式地噴濺來(lái)實(shí)現(xiàn)材料的去除。目前，激光加工已受到相當(dāng)重視，幾乎對(duì)所有金屬材料和非金屬材料如鋼材、耐熱合金、高熔點(diǎn)材料、陶瓷、寶石、玻璃、硬質(zhì)合金和復(fù)合材料都可以加工。激光加工最早用在孔的加工，能加工直徑為0.058mm的孔，它還特別適用于切割陶瓷材料和復(fù)合材料，具有切縫窄(0.10.2mm)，切割厚度大和切割速度高的特點(diǎn)。激光還可以用

5、于同種金屬或異種金屬之間的焊接，其焊接質(zhì)量和效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的焊接方法。激光熱處理是利用大功率連續(xù)激光器對(duì)材料表面進(jìn)行激光掃描，使金屬表層產(chǎn)生相變甚至熔化，隨后快速冷卻使表面硬化，從而提高零件表面的耐磨性和疲勞強(qiáng)度，激光表面處理技術(shù)可的壽命和可靠性。迄今為止，激光束仍是發(fā)動(dòng)機(jī)零件冷卻孔系加工的首選工藝。2激光加工的優(yōu)點(diǎn)：不需要工具，適合于自動(dòng)化連續(xù)操作；不受切削力影響，容易保證加工精度；能加工所有材料；加工速度快，效率高，熱影響區(qū)?。豢?/p>

6、加工深空和窄縫，激光熱處理技術(shù)用激光照射材料，選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)和控制照射時(shí)間、功率密度，○6可使材料表面熔化和再結(jié)晶，達(dá)到淬火或退火的目的。激光熱處理的優(yōu)點(diǎn)是可以控制熱處理的深度，可以選擇和控制熱處理部位，工件變形小可處理形狀復(fù)雜的零件和部件可對(duì)盲孔和深孔的內(nèi)壁進(jìn)行處理。例如，氣缸活塞經(jīng)激光熱處理后可延長(zhǎng)壽命；用激光熱處理可恢復(fù)離子轟擊所引起損傷的硅材料。5激光加工的發(fā)展前景激光加工用于再制造業(yè)和應(yīng)用于其他制造業(yè)一樣，有其不可替代的優(yōu)點(diǎn)，

7、并優(yōu)于其它加工技術(shù)。激光加工用于再制造業(yè)是由相變硬化發(fā)展到激光表面合金化和激光熔覆，由激光合金涂層發(fā)展到復(fù)合涂層及陶瓷涂層，從而使得激光表面加工技術(shù)成為再制造的一項(xiàng)重要手段。它主要是采用5KW~10KWCO2高功率激光器及其系統(tǒng)。與國(guó)際上激光加工系統(tǒng)相比，我國(guó)的激光加工系統(tǒng)差距甚大，僅占全球銷售額的4%左右。主要表現(xiàn)為：高檔激光加工系統(tǒng)很少，甚至沒(méi)有；主力激光器不過(guò)關(guān)；微細(xì)激光加工裝備缺口較大；而這些領(lǐng)域我國(guó)的生產(chǎn)加工企業(yè)正在積蓄力量穩(wěn)

8、步進(jìn)入，國(guó)內(nèi)應(yīng)用市場(chǎng)有很大發(fā)展空間。預(yù)測(cè)今后23年內(nèi)，我國(guó)激光加工銷售額將會(huì)由2008年的35億人民幣上升翻一倍，也就是說(shuō)會(huì)達(dá)到70億元產(chǎn)值。國(guó)內(nèi)各類制造業(yè)接受了激光加工技術(shù)，它可使他們的產(chǎn)品增加技術(shù)含量，加快產(chǎn)品更新?lián)Q代，為適應(yīng)21世紀(jì)高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化、滿足宏觀與微觀制造的需要，研究和開(kāi)發(fā)高性能光源勢(shì)在必行。目前正在積極研制超紫外、超短脈沖、超大功率、高光束質(zhì)量等特征的激光，尤其是能適應(yīng)微制造技術(shù)要求的激光光源更是倍受關(guān)注，并已形成國(guó)