激光淬火是使用高功率密度的激光对金属工件表面进行加热,然后再迅速冷却的过程。也称为脉冲激光淬火,是一种新的技术。该技术是在20世纪60年代提出的,被称为“激光表面强化”。 在冷却过程中,工件表面将被加热到低于淬火温度(约500-700度)。这种工艺对金属工件的淬火效果非常好。 图片 根据激光淬火设备不同,其特征是不同的。 一、激光淬火优势: 1.激光淬火设备容易操作,在金属表面进行加热和冷却,具有速度快、热影响小、变形小等特点,适用于表面热处理; 2.激光淬火可以替代传统淬火工艺,适用于多个工件的淬火; 3. 可以控制表面和深度温度场的分布,对不同材料的淬火深度可以实现可调节; 4.对工件进行局部淬火时,激光束不会直接加热到工件的表面,而是通过焦点区域作用于工件的表层。 这种方法能保证工件表面和内部的均匀淬火,防止产生马氏体、珠光体等组织; 5.激光淬火可提高材料的耐磨性、抗疲劳强度和抗蚀能力; 6.激光淬火可以使材料的力学性能达到最佳状态,如弹性模量和抗拉强度
本文首先将对激光淬火工艺进行详细说明,其次对工厂生产的缸筒进行局部激光表面淬火,最后提出生产中存在的主要问题及一些改进措施。 图片 一、激光表面淬火原理 激光淬火技术是利用聚焦的激光束作为热源照射待处理工件表面,使待硬化部位的温度瞬间急剧上升,形成奥氏体,然后通过快速冷却获得马氏体或其他晶粒细小结构的硬化层的热处理技术。 二、激光表面淬火的技术特点 与工厂现有的中高频淬火和渗碳淬火相比,激光淬火具有以下特点: 1、是功率密度高,加热速度极快,零件变形极小。 由于激光焦点较深,淬火时对零件的大小、尺寸、表面没有严格的限制。但是,现有的中高频淬火必须为各种零件制作合适的感应器。 4、对于一些淬火温度较高的不锈钢零件,淬火温度和熔点温度非常接近,使用感应器对产品进行局部表面淬火时容易烧伤边角或不规则零件,导致零件报废,而激光表面淬火则不受此限制。
激光表面淬火扫描模式 激光淬火的扫描方式有圆形或矩形光斑的窄带扫描和线状光斑的宽带扫描。 图片 激光表面淬火区的预处理 激光淬火前,工件表面粗糙度很小,这会严重影响淬火时激光光能在材料表面的吸收率。因此,在激光淬火前,必须对工件表面进行预处理。
由于激光淬火工艺具有热影响区小、工件变形小、淬火区晶粒极其细小均匀等诸多优点,激光淬火在机械生产、制造和维修中的地位越来越高!下面我们就来说说有关激光淬火的预处理方法。 图片 激光淬火的预处理方法很多,其预处理工艺选择是非常重要的!选择合理的表面处理工艺,可以保证激光淬火工艺质量,为后续工序提供质量保证! 所以说激光淬火预处理时需要注意以下几点: 一、激光淬火预处理的目的: 1、获得金属基体表面均匀、致密、无缺陷及低杂质的表层组织; 2、获得高致密性表面结构和良好的耐磨性能; 3、获得均匀一致的表面力学性能 ,提高工件表面光洁度、降低疲劳强度和延长使用寿命; 4、使工件在高温下保持良好的热稳定性。 三、激光淬火预处理工艺的选择: 1、材料的选择 对于激光淬火零件,应根据其所用材料,确定所需零件的激光淬火工艺方案。如果零件是由碳、氮或铬等元素组成的,则应在激光淬火之前进行脱碳处理。
激光淬火齿轮和齿圈,热注入量小,齿轮或齿圈热变形小,不降低齿轮精度,不破坏齿面表面粗糙度,激光熔覆技术可以直接修复断牙。 图片 激光淬火修复技术工艺步骤 (1)工艺流程:将大齿轮夹紧在激光加工机床上,清除齿轮齿面的油污和锈斑;在需要激光加工的齿面和轴颈部位喷涂吸光涂料,然后用激光加工程序对齿面(齿顶、齿根等)进行淬火。) (2)淬火工艺参数:激光淬火后的齿面硬度范围可控制在HRC35— 45之间;硬化层的深度为0.4-0.6毫米;激光功率为2.0-3.5 kw;淬火速度为10–50mm/s,根据齿轮齿面、齿根和齿顶对材料表面硬度的不同要求 ,采用数控系统分段分区改变工艺参数,获得相应的激光硬化层。 激光淬火后,不回火,齿面表面粗糙度基本不变。 (3)激光熔覆的工艺指标:单层激光熔覆厚度可根据需要在0.2-2.5毫米之间调整。激光熔覆层的硬度可根据工件的要求在HRC 25-60之间调节。
激光加热表面淬火的原理与普通热处理相同,但其加热时间很短、面积小、冷却时间短。极快,即利用激光作为热源,快速加热金属表面一小块区域,使其奥氏体化,然后急冷进行淬火强化。 当激光束离开受热表面时,那里的热量很快传导到表面剩余的冷部,相当于自淬火,不需要其他快速冷却措施。激光束扫描时,还可以通过改变光束摆动的幅度和频率来调节功率密度,从而控制硬化层深度和覆盖面积。 与感应加热表面淬火类似,一般钢材激光表面淬火后的组织也分为表面完全淬火区、分层不完全淬火区和心部未淬火区。 与普通热处理相比,激光加热表面淬火具有以下特点。 1、加热速度极快,工件热变形极小。 3、激光淬火后工件表面获得细小的马氏体组织,表面硬度高和耐磨性。 4、由于激光束扫描(加热)面积很小,因此可以非常精确地加工形状复杂的工件(如小凹槽、盲孔、小孔、薄壁零件等)或部分加工。 7、激光加热表面淬火可以实现个性化定制和灵活加工。对于不同材质、形状和大小的金属零件,可以通过激光加热表面淬火技术实现个性化定制和灵活加工。
1、激光淬火生产中的主要问题 根据激光表面淬火技术研究中的工艺参数及其内在联系可以知道,在激光淬火生产过程中,操作者对工艺参数的控制非常严格,工艺稳定性差是必然的。 产生这种现象的主要原因是光斑的功率密度和激光的不均匀性影响淬火过程的稳定性;光斑形状对硬化层均匀性的影响:激光表面淬火难以保证大面积硬化层;工件初始状态对激光淬火质量的影响。 图片 2、提高激光淬火产量的一些改进措施 使用激光淬火系统生产产品时,需要对淬火过程中的各种因素进行优化和控制,以保证激光淬火过程的稳定性。 在淬火过程中,操作者根据智能系统控制中心显示的各种参数变化信息,实时控制激光器、光学系统和旋转平台的精确运行,从而完成淬火的精确控制,实现激光表面淬火产品高质量的目的。 如图3所示,传感器1-4分别监测激光输出光束的功率和功率密度分布、光束转换系统的调节状态、工件表面激光照射区域的温度变化和工作台的运动状态。
4、包覆加工 涂料通过设备均匀铺展,激光器发射激光束,激光束经内部透镜折射作用于加工表面,使涂料层与基材表面形成完整的冶金结合。 激光熔覆技术的特点: 1、涂层结构均匀、细化、缺陷率低; 2、涂层硬度高,可达50~62HRC,具有优良的耐磨性和耐腐蚀性; 3、涂层与基体之间存在冶金结合,结合强度高; 4、根据不同情况,涂层厚度可达 国盛激光是一家专业从事自动化激光熔覆设备、高速激光熔覆设备、激光淬火设备、激光焊接设备、3D打印设备的研发、制造、销售于一体的高新技术企业。 国盛激光研发的高速激光熔覆的功率密度是常规激光熔覆的5-10倍,现又研发出的移动式激光熔覆设备,避免了异地拆卸、运输、维修、安装的过程,节省了劳动强度和维修工人的时间,减少了企业的停机时间,避免了更换新零件和运输的成本 ;研发出的八轴联动激光熔覆设备,根据客户应用场景可配置不同规格的机器人,同时选配变位机、转台、滑台以适应不同加工类型工件的激光熔覆加工及表面处理。
10月9日,日本电子材料及器件大厂TDK宣布成功研发出世界首款采用铌酸锂(LiNbO3)薄膜的4K智能眼镜全彩激光控制设备。 据介绍,与传统可见光激光器通过控制电流的方式变换色彩相比,使用铌酸锂薄膜则可通过控制电压来将色彩变换速度提高 10 倍,可以支持需要实现高速控制的分辨率达4K及以上AR/VR(增强现实/虚拟现实)智能眼镜 新设备成功地与QD Laser的直接视网膜投影技术相结合,证实了使用铌酸锂薄膜的设备完全可以用作成像设备。 在研发用于AR/VR智能眼镜的全彩激光模块的过程中,TDK主要专注于铌酸锂的应用,以突破未来可见光激光器的速度限制。研发团队已证实,其可以全面控制光的三原色——红色、绿色和蓝色。 利用这一专有技术,TDK首次成功制造出铌酸锂设备并通过了相关测试。 此设备研发的成果不仅可应用于AR/VR智能眼镜的视频设备,同时还可应用于未来增长潜力巨大的领域。
激光雷达,首次进入千元级时代,打破了「量产难」、「价格贵」的激光雷达传统代名词。 现在,另一家知名公司——东芝,一家公认的老牌电子产品制造商。 这样,非同轴激光雷达可以采用现成的普通「相机镜头」来降低成本,并有助于实现固态高分辨率激光雷达,将探测能力提升了4倍。 它长这样。 ? 东芝公司该技术项目负责人Tuan Thanh Ta表示,一般来讲,SiPM的恢复时间是10~20纳秒,我们通过使用这种强制或主动淬火的方法,可以使其速度提高了2至4倍。 这样光接收电池工作效率更高,就意味着所需的电池数量更少,从以往的48个减少到只有2个,从而生产出尺寸仅为「25μm×90μm」的设备。 该公司表示: 比尺寸为100μm×100μm的标准设备小得多。 Tuan Thanh Ta表示,东芝这款激光雷达,最大有效探测距离可达200米,达到了自动驾驶L4技术标准,是目前市场上固态激光雷达探测能力的4倍。
一.表面热处理 表面淬火 表面淬火是指在不改变钢的化学成分及心部组织情况下,利用快速加热将表层奥氏体化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 表面热处理的主要方法有火焰淬火和感应加热热处理,常用的热源有氧乙炔或氧丙烷等火焰、感应电流、激光和电子束等。 感应加热 利用交变电流在工件表面感应巨大涡流,使工件表面迅速加热的方法。 激光加热 利用高能量密度的激光对工件表面进行加热的方法。效率高,质量好。 激光表面强化可分为激光相变强化处理、激光表面合金化处理和激光熔覆处理等。 激光表面强化主要用于局部强化的零件,如冲裁模、曲轴、凸轮、凸轮轴、花键轴、精密仪器导轨、高速钢刀具、齿轮及内燃机缸套等。 ###滚压处理 利用自由旋转的淬火钢滚子对钢件的已加工表面进行滚压,使之产生塑性变形,压平钢件表面的粗糙凸峰,形成有利的残余压应力,从而提高工件的耐磨性和抗疲劳能力。
按照光纤激光器输出功率,高功率光纤激光器功率大于1.5 kW,主要用于厚金属板的切割、特殊板材的三维加工等。主要应用于切割行列,那么要如何使用一台机器,同时冷却激光器主体和切割头呢。 特域针对光纤激光切割机这一需求,推出的双温冷水机,能一机多用,同时冷却激光器主题和切割头,节省成本。 下面为大家总结个功率光纤激光器冷水机选型: 冷却300W光纤激光器,可选配特域CWFL-300冷水机; 冷却500W光纤激光器,可选配特域CWFL-500冷水机; 冷却800W光纤激光器,可选配特域CWFL -800冷水机; 冷却1000W光纤激光器,可选配特域CWFL-1000冷水机; 冷却1500W光纤激光器,可选配特域CWFL-1500冷水机; 冷却2000W光纤激光器,可选配特域CWFL-2000冷水机 光纤激光器,可选配特域CWFL-8000冷水机; 冷却12000W光纤激光器,可选配特域CWFL-12000冷水机; 在生产上,特域(S&A)投入上百万生产设备,从工业冷水机的核心部件冷凝器,到外钣金的焊接等一系列工序层层把关
第四部分中,将介绍激光雷达与视觉的融合。 激光雷达和视觉SLAM系统 说到激光雷达和视觉SLAM系统,必不可少的是两者之间的标定工作。 IMU-TK[3][4]还可以对IMU的内部参数进行校准。 论文[5]提出了一种用于单目VIO的端到端网络,融合了来自摄像机和IMU的数据。 ? 激光雷达与IMU的对准是一种在三维空间中激光雷达和六自由度姿态传感器之间寻找外部校准的方法。激光雷达的外部定标见[10][11]。博士论文[12]阐述了激光雷达校准的工作。 ? [4] A. Pretto and G. Grisetti. Calibration and performance evaluation of low-cost imus. In Proc. of: 20th IMEKO TC4 International Symposium, pages 429–434, 2014. 【5】] Changhao Chen, Stefano
传统的方法主要是更换这些设备的零部件,即使零部件不能使用报废或者整机更换,也要预留大量的备件,占用巨大的资金和资源。 激光熔覆技术、激光快速原型制造技术、激光纳米合金化和表面强化技术等高新技术的有效应用,为此类设备和零件的修复改造开辟了一条全新的途径。 它不仅可以使失效或报废的设备和零件起死回生,还可以延长新产品的使用寿命,甚至达到多次生命周期的效果。 实践证明,如果对轧辊表面进行激光淬火,其硬度可由原来的68HSD提高到78~82HSD,轧辊的使用寿命可由原来的8小时更换提高到24小时更换。 激光熔覆设备是指将选定的涂层材料通过不同的送料方式置于熔覆基体表面,然后通过激光照射与基体表面的薄层熔化,快速凝固后形成稀释度极低且与基体冶金结合的表面涂层的工艺方法,显著提高基层表面的耐磨性、耐腐蚀性
更具体地说,作者研究了氟化钇钠(NaYF4,该领域的主力材料)的纳米颗粒,其中部分钇被铥离子取代。 由NaYF4或其他材料制成的纳米晶体,含有这些镧系元素的高浓度,可能会产生与Lee等人观察到的不同频率的雪崩发射,可能具有更大的非线性响应。 尖端的建模研究可能会促进这种搜索。 李教授等人使用方程4对雪崩过程进行了建模,这些方程对相邻离子之间的平均能量转移率进行了一些近似描述。 光子雪崩对淬火上转换的竞争过程,或对影响能量的吸收、发射或转移的变化高度敏感。因此,影响这些过程的细微环境波动将导致雪崩发射的强烈变化。 因此,单个纳米颗粒可用于监测淬火分子的存在,或局部温度或压力变化等。 这些新型纳米颗粒的未来是光明的。
USB 设备的 USB 口内部, D-或 D+接有 1.5K 的上拉电阻;它一接入 PC,就会把 PC USB 口的 D-或 D+拉高,从硬件的角度通知 PC 有新设备接入。 问 4. USB 设备种类非常多,为什么一接入电脑, 就能识别出来它的种类? 答 4. PC 和 USB 设备都得遵守一些规范。比如: USB 设备接入电脑后, PC 机会发出"你 是什么"? 对于 OUT、IN、SETUP 令牌包, 它们都是要通知到具体的设备, 格式如下: USB 设备的地址有 7 位,格式如下: USB 设备的端点号有 4 位, 格式如下: 对于 SOF 包,英文名为"Start-of-Frame 对于一个USB 设备, 它可以多种配置(Configuration)。比如4G 上网卡就有 2 种配置: U 盘、上网卡。第 1 次把 4G 上网卡插入电脑时,它是一个 U 盘,可以按照里面的程序。 设备描述符 2. 配置描述符 3. 接口描述符 4.
一种很显然的$log^2n$的做法:首先在$a$中二分,然后再$b,c$中二分。这样可以得到$60$分的好成绩。
激光熔覆后,截齿的平均显微硬度为HV800,洛氏硬度为65HRC。激光合金截齿的平均显微硬度为HV1099,洛氏硬度为70HRC。激光淬火截齿的平均显微硬度为HV750,洛氏硬度为62HRC。 激光熔覆合金化工艺涂层与基体呈冶金结合,结合强度高。图片 激光强化截齿齿端的表面硬度和耐磨性明显提高,截齿的使用寿命明显延长。 与普通截齿相比,激光熔覆截齿寿命延长3-4倍,表面合金化截齿寿命延长5-6倍。 激光技术在截齿表面工程技术中的应用,是利用激光束能量和方向高度集中的特点,在大气环境中进行无污染作业,在廉价的金属材料表面形成高硬度、无裂纹的高性能涂层,与基体形成冶金结合。 经激光强化处理后,基体表面硬度达到HV410。
淬火介质选用32#机械油,油温控制在40-80℃区间,确保马氏体转变完全。第二阶段:540-580℃回火处理,保温时间按工件有效厚度2min/mm计算。 特殊应用场景可采用表面强化工艺:高频感应淬火:表面硬度可达HRC58-62,硬化层深度0.8-1.5mm等离子渗氮处理:表面硬度>1000HV,摩擦系数降低40%三、典型应用场景与技术突破在工程机械领域 ,单件减重4.2kg新能源车电机轴应用精密冷轧钢板,圆度误差≤0.005mm高压共轨系统部件实现1000MPa级超高强度制造四、加工工艺的创新发展趋势现代制造技术推动42CrMo加工工艺持续革新:激光辅助切削技术 :将切削力降低30%,刀具寿命延长2倍温轧成形工艺:在650℃轧制温度下,材料延伸率提升至18%增材制造应用:选区激光熔化(SLM)成型件致密度达99.5%智能热处理系统:基于大数据的热处理参数优化 ASTM E112标准评定,要求马氏体含量>95%残余应力检测:X射线衍射法测量,表面应力值≤200MPa建议建立供应商四级评价体系:基础资质审查(ISO9001等)工艺能力评估(最大单重、尺寸公差)检测设备验证
为了防止激光器、熔覆头、水冷器内的水管等设备冻裂,应根据天气情况采取以下防冻措施: 1.在冷水机组的水箱中添加防冻液,防冻液的选择和添加比例参考以下三条: (1)在最低温度为0℃至5℃的地区,可使用 2)在最低温度为-5℃至-15℃的地区,可使用28%的乙二醇防冻液,比例可调整为3: 7左右{30%乙二醇,70%纯净水}; (3)丙二醇水基防冻液和乙二醇水基防冻液的选择原则相同;图片 2.如果设备短时间停机 3.如果晚上设备不工作,请在确定不会停电的情况下单独启动冷水机。出于节能的考虑,低温系统和高温系统的水温可以设置为5℃到10℃(单温冷水机组也是如此),以保证冷媒在循环,水温不低于冰点。 4.如果设备长时间停机,请务必清洗冷水机内部的冷却液,并使用氮气清洗水箱、加热棒外壳、水泵、过滤器和热交换器内部的冷却液。(如果冷却液因环境限制无法排出,请确保冷却液在循环,且水温不低于冰点)。