激光和电子束加热表面淬火工艺机械

下面我们就来具体介绍一下激光和电子束加热表面淬火工艺。

1、激光热处理的基本原理

激光是一种亮度极高，单色性和方向性极强的光源。激光加热和一般加热方式不同，它是利用激光束由点到线、由线到面的以扫描方式来实现。常用扫描方式有两种，一种是以轻微散焦的激光束进行横扫描，它可以单程扫描，也可以交叠扫描;另一种是用尖锐聚焦的激光束进行往复摆动扫描。

表面淬火时最主要的是控制表面温度和加热深度，因而用激光扫描加热时关键是控制扫描速度和功率密度。如果扫描速度太慢，温度可以迅速上升到超过材料的熔点;如果功率密度太小，材料又得不到足够的热量，以致达不到淬火所需要的相变温度，或者停留时间过长，加热深度过深，以致不能自行冷却淬火。

2、激光热处理的特点、发展和应用

激光热处理的特点主要有以下几个方面：

(1)加热速度快，淬火不用冷却剂。因为激光能量密度大，故可使金属表面在百分之几甚至千分之几秒内升高到所需淬火温度。由于升温快加热集中，因而停止照射时可以把热量迅速传至周围未被加热金属，被加热处可以迅速冷却，达到自行淬火的效果。

(2)可以进行局部的选择性淬火，由于激光具有高的方向性和相干性，可控制性能好，它可用光屏系统传播和聚焦。因此，可以按任何复杂的几何图形进行局部选择性加热淬火，而不影响邻近部位的组织和粗糙度。

(3)几乎没有变形。

3、电子束加热表面淬火

电子束加热是通过电子流轰击金属表面，电子流和金属中的原子碰撞来传递能量进行加热。电子束加热表面时，表面温度和淬透深度除和电子束能量大小有关外，还和轰击时间有关，轰击时间长，温度就高，加热深度也增加。

激光加热和电子束加热相比较，电子束加热效率更高，消耗能量是所有表面加热中最小的;而激光加热本身的电效率低，成本较高。大功率激光器维护也是比较复杂的，但是除了激光器本身以外，没有特殊要求，而电子束系统一定要真空度。电子束加热工件表面不需特殊处理，而激光加热工件表面要进行黑化处理。激光具有极高的可控性能，而电子束的可控性能较差。