[发明专利]一种提高激光淬火层深度的激光淬火工艺

说明书

本发明涉及一种提高激光淬火层深度的激光淬火工艺，通过缩短准直长度，可以有效增大进光光斑，通过增大积分镜的面积，可有效在同等时间内增加光斑区受热时间，通过降低移动速度，可以有效延长光斑在加热区的受热时间，增强加热深度，有效提高淬火层深度，上述工艺参数的调整，获得的激光淬火硬化层深度由原工艺0.8～1.5mm可以提高到2.2‑2.5mm，实现激光淬火硬化层深度提升。

技术领域

本发明涉及激光热处理技术领域，特别是一种提高激光淬火层深度的激光淬火工艺。

背景技术

激光淬火技术，激光淬火是利用激光将材料表面加热到相变点以上，随着材料自身冷却，奥氏体转变为马氏体，从而使材料表面硬化的淬火技术；激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。

激光淬火现已成功地应用到冶金行业、机械行业、石油化工行业中易损件的表面强化，特别是在提高轧辊、导卫、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面，效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。近年来在模具、齿轮等零部件表面强化方面也得到越来越广泛的应用。

与感应淬火、火焰淬火、渗碳淬火工艺相比，激光淬火淬硬层均匀，硬度高（一般比感应淬火高1-3HRC），工件变形小，加热层深度和加热轨迹容易控制，易于实现自动化，不需要象感应淬火那样根据不同的零件尺寸设计相应的感应线圈，对大型零件的加工也无须受到渗碳淬火等化学热处理时炉膛尺寸的限制，因此，在很多工业领域中，正逐步取代感应淬火和化学热处理等传统工艺。尤其重要的是，激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此，特别适合高精度要求的零件表面处理。激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3-2.0mm范围之间。如何提高提高激光淬火层的深度，是本领域技术人员急需解决的技术难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可以有效提高激光淬火层深度的激光淬火工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供的提高激光淬火层深度的激光淬火工艺，包括如下步骤：

A、对待淬火工件表面进行清洁，以确保其表面符合激光淬火要求；

B、对激光设备进行调校，把准直度由100mm调整到70-80mm，以增大进光光斑；把积分镜由原来的30*1.5mm定制为30*3mm-30*4mm，在同等时间内增加光斑区域受热时间；调整工艺参数中的移动速度，由300～350mm/min调整到120-180mm/min，目的是延长光斑在加热区的受热时间，以增强加热深度。

C、使用调校完成的激光设备对待淬火的工件表面进行激光淬火；

D、对完成激光淬火的工件进行激光淬火层深度测定。

通过上述调整，同种材料的激光淬火硬化层深度由原工艺0.8～1.5mm可以提高到2.2-2.5mm。

进一步，所述步骤B中，把准直度由100mm调整到75mm，以增大进光光斑。

进一步，所述步骤B中，把积分镜由原来的30*1.5mm定制为30*4mm，在同等时间内增加光斑区域受热时间。

发明的技术效果：本发明的提高激光淬火层深度的激光淬火工艺，相对于现有技术，通过缩短准直长度，可以有效增大进光光斑，通过增大积分镜的面积，可有效在同等时间内增加光斑区受热时间，通过降低移动速度，可以有效延长光斑在加热区的受热时间，增强加热深度，有效提高淬火层深度，上述工艺参数的调整，获得的激光淬火硬化层深度由原工艺0.8～1.5mm可以提高到2.2-2.5mm，实现激光淬火硬化层深度提升。

具体实施方式

实施例1

一种提高激光淬火层深度的激光淬火工艺，包括如下步骤：

A、对待淬火的中碳钢齿轮表面进行清洁，以确保其表面符合激光淬火要求；