材料表面技術作業(yè) 材料2班 黃小葉

1、激光束加工技術的應用與發(fā)展激光束加工技術的應用與發(fā)展摘要摘要以激光加工技術為重點介紹表面工程的發(fā)展和應用。關鍵詞關鍵詞表面工程技術激光加工技術、加工原理、應用現狀、發(fā)展前景。表面工程技術是表面處理、表面鍍層及表面改性的總稱。表面工程技術是運用各種物理、化學和機械工藝過程來改變基材表面的形態(tài)、化學成分、組織結構或應力狀態(tài)而使其具有某種特殊性能，從而滿足特定的使用要求。表面技術的應用已十分廣泛，可以用于防腐、耐磨、修復、強化、裝飾等，也可以

2、是光、電、磁、聲、熱、化學、生物等方面的應用。表面技術所涉及的基材不僅是金屬材料，也包括無機非金屬材料、有機高分子材料及復合材料。表面工程有多種技術方法，包括電鍍、電刷度、化學鍍、涂裝、粘結、熱噴涂、熱浸鍍、化學氣相沉積、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。激光因具有單色性、相干性和平行性三大特點，特別適用于材料加工。激光加工是激光應用最有發(fā)展前途的領域，國外已開發(fā)出20多種激光加工技術。激光的空間控

3、制性和時間控制性很好，對加工對象的材質、形狀、尺寸和加工環(huán)境的自由度都很大，特別適用于自動化加工。激光加工系統(tǒng)與計算機數控技術相結合可構成高效自動化加工設備，已成為企業(yè)實行適時生產的關鍵技術，為優(yōu)質、高效和低成本的加工生產開辟了廣闊的前景。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相近的小斑點上。焦點處的功率密度可達1071011Wcm2，溫度高

4、達萬度以上。激光加工就是利用材料在激光聚焦照射下瞬時急劇熔化和氣化，并產生很強的沖擊波，使被熔化的物質爆炸式地噴濺來實現材料的去除。目前，激光加工已受到相當重視，幾乎對所有金屬材料和非金屬材料如鋼材、耐熱合金、高熔點材料、陶瓷、寶石、玻璃、硬質合金和復合材料都可以加工。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。激光還可以用

5、于同種金屬或異種金屬之間的焊接，其焊接質量和效率遠遠高于傳統(tǒng)的焊接方法。激光熱處理是利用大功率連續(xù)激光器對材料表面進行激光掃描，使金屬表層產生相變甚至熔化，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度，激光表面處理技術可的壽命和可靠性。迄今為止，激光束仍是發(fā)動機零件冷卻孔系加工的首選工藝。2激光加工的優(yōu)點：不需要工具，適合于自動化連續(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，激光熱處理技術用激光照射材料，選擇適當的波長和控制照射時間、功率密度，○6可使材料表面熔化和再結晶，達到淬火或退火的目的。激光熱處理的優(yōu)點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雜的零件和部件可對盲孔和深孔的內壁進行處理。例如，氣缸活塞經激光熱處理后可延長壽命；用激光熱處理可恢復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)和應用于其他制造業(yè)一樣，有其不可替代的優(yōu)點，

7、并優(yōu)于其它加工技術。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)展到復合涂層及陶瓷涂層，從而使得激光表面加工技術成為再制造的一項重要手段。它主要是采用5KW~10KWCO2高功率激光器及其系統(tǒng)。與國際上激光加工系統(tǒng)相比，我國的激光加工系統(tǒng)差距甚大，僅占全球銷售額的4%左右。主要表現為：高檔激光加工系統(tǒng)很少，甚至沒有；主力激光器不過關；微細激光加工裝備缺口較大；而這些領域我國的生產加工企業(yè)正在積蓄力量穩(wěn)

8、步進入，國內應用市場有很大發(fā)展空間。預測今后23年內，我國激光加工銷售額將會由2008年的35億人民幣上升翻一倍，也就是說會達到70億元產值。國內各類制造業(yè)接受了激光加工技術，它可使他們的產品增加技術含量，加快產品更新?lián)Q代，為適應21世紀高新技術的產業(yè)化、滿足宏觀與微觀制造的需要，研究和開發(fā)高性能光源勢在必行。目前正在積極研制超紫外、超短脈沖、超大功率、高光束質量等特征的激光，尤其是能適應微制造技術要求的激光光源更是倍受關注，并已形成國