光纖激光軸承淬火設備及工藝研究.pdf

1、光纖激光淬火是利用光纖激光將金屬材料表面局部區(qū)域加熱到奧氏體相變溫度以上，在隨后的快速冷卻中，奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，達到淬火硬化的效果。利用這一點對GCr15軸承鋼表面實施光纖激光淬火，除了改善工作環(huán)境、節(jié)省能源外，還可顯著增大其表面硬度、耐磨性及使用壽命。與傳統(tǒng)熱處理技術相比，光纖激光表面淬火具有激光功率高、能量密度集中、加熱時間短、淬火前不需要表面黑化處理、淬火后試樣不需要精加工、可進行局部淬火、淬火過程柔性可控和材料變形小等優(yōu)點，能

2、獲得硬度高、組織細小及耐磨性好的表面層，且工藝操作簡單。
　　 本文成功集成了光纖淬火設備，主要由光纖激光器、射出頭和光路系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電源、精密機床和外圍設備等組成。利用Fiber View軟件進行編程控制，并配合精密機床控制器，實現(xiàn)了設備各組成系統(tǒng)的協(xié)調工作。光纖激光淬火工作臺以光纖激光器為核心，協(xié)同控制系統(tǒng)及其它輔助設備完成淬火實驗。
　　 研究了不同激光功率、掃描速度和離焦量對試樣顯微組織及硬度的影響。結果表明

3、:GCr15軸承鋼激光淬火后的硬化層沿層深方向依次為完全淬硬層、過渡層和基體。光纖激光淬火硬化區(qū)的組織為細小的馬氏體和少量球形碳化物。在掃描速度和離焦量不變的情況下，淬火層的顯微硬度隨激光功率的增大而增大;在激光功率和離焦量不變的情況下，淬火層的顯微硬度隨掃描速度的增加先增大后減小;在激光功率和掃描速度不變的情況下，淬火層的顯微硬度隨離焦量的增加也先增大后減小。當激光功率P=400 w、掃描速度v=0.6 mm/s、離焦量f=0mm時，