Phát triển công nghệ tăng cường bề mặt bằng laser cho khuôn bánh răng

Công nghệ tăng cường bề mặt bằng laser của khuôn bánh răng đề cập đến công nghệ sử dụng chùm tia laser mật độ năng lượng cao và vật liệu phủ hoặc lớp phủ để xử lý bề mặt của bánh răng hoặc khuôn, thay đổi cấu trúc hoặc thành phần của bề mặt và thực hiện tăng cường biến đổi bề mặt hoặc tăng cường sửa chữa trong môi trường điều khiển số. Trường hợp bề mặt khuôn đã bị mòn dưới mức cho phép, phục hồi bề mặt khuôn bánh răng bị mònvới lớp phủ bằng laze khôi phục lại hình dạng ban đầu trước khi vượt qua quá trình tăng cường.

Để biết tổng quan về công nghệ rộng hơn, hãy xemcông nghệ làm cứng bằng laser.

Cái gọi là-tăng cường chuyển đổi laze là sử dụng chùm tia laze để quét phôi để bề mặt phôi nhanh chóng nâng lên trên điểm tới hạn của AC3. Khi lớp gia nhiệt di chuyển ra khỏi vị trí, do sự dẫn nhiệt của ma trận phôi, nhiệt độ giữa Shun đi vào khu vực martensite hoặc khu vực bainite, và xảy ra quá trình biến đổi martensite hoặc biến đổi bainite, hoàn thành quá trình tăng cường chuyển đổi.

Quá trình tăng cường chuyển pha có ưu điểm là chất lượng bề mặt tốt. Theo các vật liệu khác nhau, công suất nhiệt của phôi và các thông số xử lý laser, độ cứng và độ sâu của lớp tăng cường có thể được kiểm soát. Trong quy trình xử lý nhiệt truyền thống, các yếu tố kỹ thuật ảnh hưởng đến hiệu quả tăng cường đã thay đổi rất nhiều trong vai trò tăng cường chuyển đổi pha laser.

1. Tăng cường độ phân tán và biến dạng

Khi ngừng chiếu xạ laser, sự biến đổi martensitic xảy ra trên bề mặt kim loại. Các hạt austenite hình thành trong môi trường quá trình này, dù ở lớp bề mặt hay lớp bên trong, đều không có cơ hội phát triển. Các hạt austenite phân tán tạo thành pha martensite hoặc bainite phân tán, làm cho cấu trúc có tác dụng tăng cường mạng tinh thể và tăng cường phân tán. Hơn nữa, mạng martensitic được hình thành trong điều kiện làm nguội có mật độ khuyết tật cao hơn so với phương pháp làm nguội thông thường. Đồng thời, austenite được giữ lại cũng có mật độ chuyển vị rất cao, khiến vật liệu kim loại có tác dụng tăng cường độ biến dạng và cải thiện đáng kể độ bền.

2. Quá trình oxy hóa-Làm nguội miễn phí

Trong xử lý nhiệt truyền thống, nếu không có biện pháp bảo vệ trong quá trình gia nhiệt, quá trình oxy hóa và khử cacbon sẽ xảy ra, điều này sẽ làm giảm độ cứng, khả năng chống mài mòn, hiệu suất sử dụng và tuổi thọ của phôi.

Lớp phủ hấp thụ được sử dụng để tăng cường chuyển đổi pha laser có đặc tính bảo vệ bề mặt phôi khỏi quá trình oxy hóa.

3. Cơ chế chống mỏi

Một trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến khả năng chống mỏi của vật liệu kim loại là thời gian bắt đầu xuất hiện các vết nứt mỏi. Sự hao mòn và mệt mỏi thúc đẩy lẫn nhau trong quá trình hư hỏng vật chất. Dấu rãnh mòn có thể là điểm bắt đầu của vết nứt mỏi và đẩy nhanh quá trình bắt đầu vết nứt mỏi. Sau khi vết nứt mỏi xuất hiện trên bề mặt vật liệu, độ nhám bề mặt sẽ bị suy giảm nghiêm trọng và độ mài mòn cũng sẽ tăng lên.

Lớp tăng cường bằng laser có khả năng chống biến dạng dẻo và mài mòn chất kết dính mạnh mẽ.

4. Lớp làm việc có độ mạnh- bằng nhau

Hướng làm mát của xử lý nhiệt thông thường là từ bề mặt vào bên trong, tốc độ làm mát bề mặt là nhanh nhất và tốc độ làm mát giảm dần từ bề mặt vào bên trong, do đó thu được sự phân bố gradient của giá trị độ cứng giảm từ bề mặt vào bên trong.

Mặc dù hướng gia nhiệt của quá trình tăng cường biến đổi laser là như nhau, nhưng nhiệt độ bề mặt cao hơn và thời gian hồi phục tương đối dài hơn, lên tới 0,2-0,25 giây, trong khi quá trình austenit hóa lớp bên trong được hoàn thành giữa Shun và Shun, khiến austenite bề mặt có nồng độ carbon cao hơn và tác dụng tăng cường dung dịch rắn mạnh hơn. Hướng làm mát của quá trình làm nguội bằng laser ngược lại với hướng xử lý nhiệt thông thường, đó là từ trong ra ngoài. Mặc dù nhiệt độ của lớp bên trong thấp nhưng tốc độ làm mát là nhanh nhất. Nhiệt độ lớp ngoài tuy cao nhưng có ưu điểm là tăng cường dung dịch nhưng tốc độ làm nguội chậm nhất. Mặc dù nồng độ carbon của lớp bên trong hơi thấp nhưng khả năng tăng cường độ biến dạng và tăng cường độ phân tán mạnh hơn. Bằng cách này, sự phân bố giá trị độ cứng trong lớp cứng gần như không thay đổi.

Lớp hoạt động mạnh mẽ của các bộ phận được gia cố bằng laze có thể tránh được hiện tượng khi bề mặt của các bộ phận được xử lý nhiệt{0}}thông thường bị mòn thì tốc độ mài mòn sẽ tăng lên.

1. Lựa chọn vật liệu

Thiết bị laser nên được làm bằng thép cacbon trung bình thay vì thép cacbon thấp.

Nếu sử dụng thép cacbon thấp sẽ không đảm bảo độ bền cho đế bánh răng và độ bền mỏi khi uốn sẽ giảm.

2. Trạng thái ban đầu

Trạng thái ban đầu tốt nhất của thiết bị laser là trạng thái tôi và tôi. Hoạt động cụ thể có thể được kết hợp với xử lý nhiệt giảm căng thẳng sau khi rèn phôi bánh răng. Đó là một cách-chi phí thấp để đạt được trạng thái tôi và tôi mong muốn của bánh răng laser bằng cách chuẩn hóa vật liệu rèn và tôi-ở nhiệt độ cao.

3. Chế độ quét

Chế độ quét của thiết bị laser chủ yếu bao gồm quét liên tục theo chu vi và quét tách trục.

4. Công nghệ tiền xử lý

Tác nhân tiền xử lý thích hợp là một trong những chìa khóa để đảm bảo xử lý tăng cường bằng laser cho thiết bị và nó luôn là một vấn đề khó khăn trong xử lý laser. Chất tiền xử lý và quy trình xử lý hợp lý có thể ngăn chặn vết nứt nguội trên bề mặt bánh răng, giảm độ nhạy cháy bề mặt, đảm bảo độ chính xác của bề mặt răng sau khi xử lý bằng laser và tăng độ dày của lớp cứng.

5. Kiểm soát chồng chéo và mất nét

Do yêu cầu về điều kiện làm việc của bánh răng, lớp làm cứng bề mặt của bánh răng phải được phân bố hợp lý cùng với mặt cắt răng và hình dạng của bánh răng phải đặc biệt. Ngoài ra, bề mặt tròn của bước bánh răng không thể bị chồng lên bởi đai tôi, do đó cần có một hệ thống lấy nét dải rộng -đặc biệt.

Ngoài ra, do chùm tia laser không thể đảm bảo mức độ làm mờ như nhau ở các phần khác nhau của bề mặt răng, nên chìa khóa để đảm bảo phân bổ hợp lý độ cứng của bề mặt răng là chọn tiêu điểm.

6. Hiệu suất thiết bị

Hiệu suất của thiết bị laser chủ yếu ở ba khía cạnh: hiệu suất mỏi; nếu không có răng bị gãy trong bánh răng laser và bánh răng được tôi luyện và tôi luyện thì chứng tỏ nó có khả năng chống mỏi uốn cong cao; chống mài mòn; hiệu suất dịch vụ.

Để có hệ thống làm cứng bánh răng tự động, hãy khám phá King's Laser RS-LQM-R3000Máy dập tắt laser sợi quang 3000W.