激光熔凝处理是典型的快速加热和快速凝固过程,简称LSM。激光表面熔凝处理时激光束输入工件的能量要比激光淬火的高,才能使工件表面产生熔化,然后依靠基体自身热传导快速冷却凝固,并不改变表层的化学成分。选用激光能量密度约为105W/cm2,而且要采用接近于聚焦的光束或者匀强光斑。由于表层金属的加热和冷却都异常迅速,故所得的组织非常细小。若介质使表层熔液冷却速度达到106℃/s,则可抑制结晶过程的进行而凝固成非晶态,称为激光熔化—非晶态处理,又称激光上釉。
另外,与激光淬火工艺不同的是,激光熔凝处理一般不需预涂覆激光吸收层,以免涂层进入熔池中影响熔凝层成分,而且光谱反射的问题由于出现熔化,不如激光淬火中那么严重。处理时不般应采用惰性气体保护,这样才能得到良好的重视性和较好的表面粗糙度。
激光功率密度中等,扫描速度较慢时,表层将发生深度较小、面积较大的熔化,表面将为粗糙的焊波状。功率密度较大、扫描速度中等或较快时,表层熔化面积较窄,熔化深度较浅,表面粗糙度值小。表面熔化区下方不存在明显的相变硬化区,表层熔化区冷却速度较高。功率密度很高,扫描速度极快时,表层条状熔化区窄细,表面粗糙度值很小,表层温度梯度极大,可获得极高的冷却速度。在适当控制激光功率密度、扫描速度和冷却条件下,材料表面经LSM处理,可以细化铸造组织,减少偏析,形成高度过饱和固溶体等亚稳相乃至非晶态,因而可提高工件表面的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性能。
熔凝处理可以用来改善材料表面的耐磨性、疲劳强度和耐蚀性。某些模具钢在高速冷却结晶后,可以提高碳化物的弥散度,改善合金元素及碳化物分布,因而表面硬度和热稳定性都有提高,可延长模具的寿命。如Cr12莱氏体钢和4Cr5MoSiV钢表面熔化,然后超高速冷却,形成很细的铸态组织,使合金元素和碳化物分布更均匀,提高了表面硬度。
进一步详情请致电,以获得更多有关模具选材、模具热处理工艺及相关的应用信息。


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