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普通車床激光熱處理工藝參數的選擇

日期：2009年12月31　來源：沈陽第一機床廠　關鍵字：普通車床
    影響激光熱處理的工藝參數有激光功率、掃描速度、普通車床光斑尺寸、光束能量分布狀態、吸光層種類及厚度。與常規熱處理一樣，機床配件零件材料的組織狀態對處理質量也有相當影響。衡量熱處理質量的主要指標是硬化層深度、寬度、硬度、組織狀態及硬化層表面粗糙度。
    激光功率和光斑尺寸決定了照射到零件表面的功率密度，掃描速度和光斑尺寸又決定了光束在零件表面的作用時間，功率密度和作用時間是影響激光熱處理的兩個主要參數。激光熱適合的功率密度為1X10’—1 x10‘W／cm2，作用時間為1—lOOs。在此范圍內，功率密度增加，硬化層深度、普通車床寬度隨之增加；作用時間減少，硬化層深度、寬度隨之減小。如果功率太大，作用時間太長，將使零件表面熔化、機床配件燒損，嚴重的導致零件報廢；反之，將使硬化層深度、寬度顯著減小，達不到技術要求。
    光束能量分布主要影響硬化層深度、寬度及組織的均勻性。它由光束模式及導光系統決定。應根據設備的實際情況調整到最佳狀態，否則將使可選參數范圍縮小，難以保證硬化層的均勻性。
    吸光涂層種類及厚度會影響零件對激光能量的有效吸收。普通車床國內應用較成熟的吸光涂層有磷酸鹽涂層、含碳黑或膠體石墨的涂層。在覆蓋零件表面金屬光澤的前提下，機床配件涂層厚度越薄、越均勻，效果越好。另外零件表面的粗糙度也影響光束能量的吸收，粗加工表面較精加工表面有更高的吸收率。
    硬化層的硬度主要取決于零件材料的種類及組織狀態。如果材料含碳量較高，同時原組織  細小均勻，處理后硬度自然較高。其他工藝參數對硬度的影響較小，如果組織粗大且不均勻將影響硬化層硬度的均勻性，同時，將減小硬化層的深度和寬度。另外，材料本身的導熱率也影響硬普通車床化層的深度、機床配件寬度，導熱率小，硬化層深度、寬度較小。
    國內激光熱處理設備分專機和通用兩種類型，但每臺設備的機床、激光器、控制系統的配備均不相同，所采用的吸光涂料也不盡相同。因此，在激光熱處理實際應用中，應根據零件的技術要求、材料種類、組織狀態、激光器和導光系統的狀態，以及吸光涂料的特點來選擇激光功率、光機床配件斑尺寸、掃描速度這三個最主要的工藝參數，普通車床并根據零件的使用條件設計合理的硬化軌跡，編制加工程序。
    零件及其技術要求，可以選JCS--033數控激光熱處理機(配FANUC數控系統并附加BS02數控轉臺)及工藝參數：激光功率1000W，透鏡焦距350mm，掃描速度1000mm／r，離焦量50mm。

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