非標齒輪（lún）加工 | 如何強化齒輪模具激光（guāng）表麵技術

　　激光相變強化的加熱方向雖然也相同，但表麵溫度（dù）較高，而（ér）且加熱時間相對較長，可達02~0.25s，使得表層氏體中有更高的碳濃度，有更強的固溶強化效（xiào）果。激光淬火冷卻方向卻與常規熱處理相（xiàng）反，是由裏及表，裏層（céng）溫度雖低，但冷卻速度最（zuì）快（kuài），外層溫（wēn）度雖高，有固溶強化優勢，但冷（lěng）卻速度最慢，雖然裏層碳濃度稍低，但畸變強化和彌（mí）散強化更強烈。這（zhè）樣在硬化層（céng）內就形成了幾（jǐ）乎不變的（de）硬度值（zhí）分布。常規熱處理的冷卻方向是由表及裏，表麵的冷卻速度最快，由（yóu）表及裏冷卻速度逐（zhú）漸降低，所以得（dé）到（dào）了由表及裏硬度值（zhí）下降的（de）梯度分布。

　　齒輪模具激光（guāng）表麵強化技術，是指在數控環境下利用高能量密（mì）度的激光束和塗米（mǐ）或熔營材料對齒輪或模且表（biǎo）麵進行處理改變其表

　　層的組（zǔ）織或成分，實現（xiàn）表麵（miàn）相變強化或增強性修複的（de）技術。

　　激光相變強化的金屬材料學

　　所謂激光相變強化，是用激光束掃描工件，使工（gōng）件表層快速（sù）升溫到Ac3臨界點以（yǐ）上，受熱（rè）層在光斑移開時，由（yóu）於工件基（jī）體的（de）熱傳導作用使溫度瞬間進入馬氏體區或貝氏體區，發生馬氏體相變或貝氏體相變，完成相變強化過（guò）程。

　　相變強化工藝具有表（biǎo）麵（miàn）質量好（hǎo）的優點（diǎn），可根據不同材質（zhì），工件熱容量大小，以及激光外理工藝參數的不同，實現硬度，強化層深度可（kě）控。在傳統熱處理工藝中影響強化效果的技術因素，在（zài）激光相變強化中（zhōng）所起的作用發生了很大變化。

　　1.彌散強化和畸變強（qiáng）化

　　當停止激光照射，金尾表（biǎo）麵發生（shēng）馬氏體轉變。在此工藝環境下形成（chéng）的奧氏體，不管是表層，還是裏層，奧氏體晶粒都沒有孕育長大的機

　　彌散的奧氏體晶粒，形成彌散的馬氏體相或貝氏體相，使組織具有晶格強化的同時具有彌散強化效果。而且，在激冷（lěng）條（tiáo）件下形成的馬氏體（tǐ）晶（jīng）格，比常規淬火有更高（gāo）的缺陷密度。與此同時，殘餘體也獲（huò）得極（jí）高的位錯密度，使金（jīn）屬（shǔ）材料具有畸變強化效果，強度大（dà）大提高。

　　彌散（sàn）強化和（hé）畸變強

　　當停止激光照射，金屋表麵發（fā）生馬氏體轉變。在此工藝環境下（xià）形成的奧氏體，不管是表層，還是裏層，奧氏體晶粒（lì）都沒有（yǒu）孕育長大的機會

　　彌散的奧氏體（tǐ）晶粒（lì），形成彌（mí）散的馬氏體相（xiàng）或貝氏體相，使組（zǔ）織具有晶格強化的同時具有彌散強化效果。而且（qiě），在激冷條件下形成的馬氏體晶格，比常規淬火有更（gèng）高的缺陷密度。與此同時，殘餘體也獲得極高的（de）位（wèi）錯密（mì）度，使金屬材料具有畸變強化效果，強度大（dà）大提高。

　　2.無氧化脫碳淬火

　　在傳統熱處理中，工件在加（jiā）熱過程中如沒有（yǒu）保護措施，便會（huì）發生氧化、脫碳（tàn）現象，使工件的硬（yìng）度、耐磨性、使用性能和使用壽命降低。激（jī）光相變強化所使用的吸（xī）光塗料具（jù）有保護工（gōng）件表麵免遭每化的性能

　　3.激光強化的抗疲（pí）勞機理

　　影響金屬材料（liào）抗（kàng）疲勞性能的原因（yīn）之一是疲勞裂紋的萌生時間。磨損和疲勞在材（cái）料損傷過程中交互促進，磨損（sǔn）溝（gōu）痕可成為疲勞裂紋的萌生點（diǎn），加諫疲勞到紋的萌生，材料表麵出現疲勞梨紋後，表麵粗精度嚴（yán）重惡化，腐損（sǔn）也（yě）將加劇，激光強化（huà）層（céng）具有較強的（de）抗塑性變形和抗粘（zhān）著腐損能力（lì）。

　　化工藝技術

　　1.材料問題

　　齒輪宜采用中碳鋼，不宜采用低碳鋼。如果采用低碳鋼，齒輪的基體將沒有強度保證，降低彎曲疲勞強度。

　　2.原始狀態

　　齒輪的最佳原始狀態是（shì）調質狀態，具體操作可與齒輪毛還鍛造後的消除應力熱處理相結合。鍛還正火加高溫回火，獲得（dé）齒輪所（suǒ）希望的調質狀態，是低（dī）成本之路（lù）。

　　3.掃描方式（shì）

　　激光（guāng）強化步輪（lún）的掃描方式主要有周向連續掃描和軸向分步掃描

　　4齒（chǐ）輪激光強（qiáng）化的預外理技術

　　火裂紋，降低表麵（miàn）燒損敏感性（xìng），保證激光處理後的齒（chǐ）麵精度，增加淬硬層厚度。

　　5.無搭接技術和離焦差異問題

　　由於（yú）齒輪工況要求，齒輪表麵硬化層要求沿齒（chǐ）廓合理分布，而齒輪的形狀特殊，另外齒輪節圓麵不能有淬火帶搭接，因此，需要專（zhuān）用寬帶聚焦係統。此外，由於（yú）激光束對齒麵的照射不（bú）能保證齒（chǐ）麵不同部位均有相同的離焦量，選擇焦點的（de）照射位置是保證齒麵硬度分布合理的（de）關鍵環節（jiē）。