激光表面硬化技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用

使用激光表面處理技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)低品位材料的高性能表面改性，實(shí)現(xiàn)低成本零件制造和高性能工作表面的結(jié)合，這具有可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。激光淬火依靠材料基體的熱傳導(dǎo)進(jìn)行自冷淬火，無(wú)需冷卻介質(zhì)和相關(guān)支撐設(shè)備，成本低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。與傳統(tǒng)的淬火硬度相比，激光表面硬化處理后的零件的表面硬度提高了％-20％。硬化層的深度通常為0.3-0.5mm。如果使用更高功率的激光，則可以達(dá)到1mm。激光淬火的熱影響區(qū)小，淬火應(yīng)力和變形小，后續(xù)加工余量小。有些工件甚至可以在激光處理后直接使用。激光束的能量可以連續(xù)調(diào)節(jié)，并且沒(méi)有慣性。利用數(shù)控系統(tǒng)，可以對(duì)具有復(fù)雜形狀的零件和難以通過(guò)傳統(tǒng)方法處理的其他零件進(jìn)行局部硬化，并且可以通過(guò)不同的激光來(lái)硬化零件的不同部分。由于激光表面處理的上述特性，它特別適用于某些零件的表面及其局部位置，而這些零件及其局部位置是常規(guī)淬火處理（例如滲碳和碳氮共滲淬火，氮化和高中頻感應(yīng)加熱淬火）難以達(dá)到的等等。）強(qiáng)化處理，使其在模具制造中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：低品位模具鋼或鑄鐵可替代高端模具鋼，家用模具鋼可替代進(jìn)口模具鋼，并增強(qiáng)可以進(jìn)行模具修理（再制造工程）以降低模具制造成本。激光表面硬化技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用可以整合設(shè)計(jì)，材料選擇，模具制造，檢查，維修等技術(shù)，大大縮短了設(shè)計(jì)和制造周期，降低了生產(chǎn)成本，改變了模具制造方法，最終實(shí)現(xiàn)了集成和升級(jí)整個(gè)模具行業(yè)水平。這些優(yōu)勢(shì)是現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)在技術(shù)，經(jīng)濟(jì)和服務(wù)方面無(wú)法比擬的。例如，用于SC6350微型汽車縱梁前部的厚板拉伸模具始終由Cr12MoV材料制成，該材料由12個(gè)刀片組成。由于刀片制造過(guò)程中的大淬火變形，需要進(jìn)行二次加工。 “接縫的影響??使模具的加工成本高，周期長(zhǎng)，零件容易“燒焦”的現(xiàn)象，一直無(wú)法解決。激光淬火是在模具表面上進(jìn)行的。原始Cr12MoV和其他材料的12個(gè)刀片被球墨鑄鐵QT600-2整體鑄件取代。成型表面通過(guò)激光??強(qiáng)化，硬度達(dá)到58-62HRC。模具淬火后沒(méi)有變形。您只需要稍微拋光一下表面就可以使用。與原來(lái)的制造工藝相比，通過(guò)激光對(duì)模具進(jìn)行加工后，可以節(jié)省材料40％到60％，加工時(shí)間和工具成本降低了30％，使用壽命大大提高。特別值得注意的是，對(duì)于用于零件拉伸和燃燒的厚板拉伸模具的技術(shù)問(wèn)題，沒(méi)有好的國(guó)際解決方案。但是，采用激光表面強(qiáng)化工藝可以有效地解決這一技術(shù)難題，提高沖壓件的表面質(zhì)量和尺寸精度，滿足厚板拉模的要求，使模具設(shè)計(jì)中的材料選擇更加廣泛。再例如，灰鑄鐵HT300最初用于微型車的頂蓋沖壓部件，其硬度僅為28-32HRC。使用模具時(shí)，只需要修理幾十個(gè)甚至幾個(gè)工件即可，這嚴(yán)重影響了加工進(jìn)度并增加了勞動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)激光淬火和模具表面強(qiáng)化處理后，硬度可以達(dá)到58HRC以上，大大提高了模具的使用壽命。實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)5000次的連續(xù)打孔，不需要“打孔”，仍然可以打出光亮d。