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模具钢知识——热作模具钢激光表面改性技术

热作模具钢激光表面改性技术

发布时间:2020/6/5     新闻来源:上海西鼎模具钢

热作模具钢是模具钢的重要组成部分,通常用于制造金属高温压制成型模具。热作模具会因金属变形以及长时间反复冷却空气,油和水而产生摩擦,这将导致表面磨损,热疲劳裂纹和腐蚀。

热作模具钢的损坏通常从表面开始,通过表面强化技术可以有效地提高其使用寿命。常见的表面改性方法包括:化学热处理,扩散渗透,离子注入和气相沉积。这些改性方法的缺点是处理周期长,技术要求高,表面粘合性差和涂层薄。

激光表面改性技术使用高能量密度的激光束作用在金属材料的表面上,引起物理和化学变化,从而改变其耐磨性,耐腐蚀性,抗热疲劳性和抗氧化性。有:

1.激光相变硬化

能量密度为104-105W·cm-2的激光束作用在钢表面上,使其立即吸收能量并加热到相变温度以上,材料的表面被奥氏体化,内部温度保持不变。停止加热后,表面以104-106℃/ s的速度自冷,达到自淬冷的效果,并形成强化层。

2.激光熔化

能量密度为105-106 W·cm-2的激光束作用在钢表面上,使其熔化并通过自身的热传导迅速冷却,从而在材料表面形成与金属成分相同的熔融层。基体,但合金元素的饱和度和晶粒尺寸不同;它可以有效去除材料表面的杂质元素,裂缝和气孔,并改善表面性能。

3.激光熔覆

能量密度为105-106 W·cm-2的激光束作用在钢表面上,从而使基底表面的薄层与添加的熔覆材料融合在一起,形成冶金结合层;与激光合金化相比,激光熔覆层的稀释率较低,可以很好地保持熔覆层材料的性能,与基材的相关性很小。

4.激光合金化

能量密度为105-106 W·cm-2的激光束作用在钢表面上,使合金元素和基体材料同时迅速熔化,混合和固化,从而形成了具有所需合金层的合金层。深度和化学成分。

在这四种方法中,激光相变硬化是通过加热金属材料来改善表面性能,而激光熔化,激光熔覆和激光合金化是通过熔化金属材料来改变表面性能。

激光表面改性技术的未来发展方向是:激光表面改性技术和自动控制技术的发展,激光表面改性设备正在向大功率,自动化和智能化发展;激光表面改性技术与再制造的结合开发并利用废品的价值,减少废品污染,延长零件寿命,增加经济效益;计算机科学与材料科学的结合可以有效提高激光表面改性技术的研究效率,节省科研费用。