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刀具材料激光表面改性國內外研究概況

星之球科技 來源:華工激光2011-11-21 我要評論(0 )   

目前國內外與此相關的文獻較多,如利用XeCl準分子激光器(波長308nm)照射Al2O3-SiC納米復合陶瓷試樣,能量密度在0.8J/cm3~6.0J/cm3范圍內,照射后,表面缺陷消除,形...

目前國內外與此相關的文獻較多,如利用XeCl準分子激光器(波長308nm)照射Al2O3-SiC納米復合陶瓷試樣,能量密度在0.8J/cm3~6.0J/cm3范圍內,照射后,表面缺陷消除,形成連續分布的光滑平整的熔化層,并出現亞穩相γ-Al2O3,由于表面形貌的改善和結構的變化,使表面韌性得到提高。W18Cr4V車刀表面經激光涂覆處理后,對于深切削、快速切削和切削特硬,耐磨性有明顯的提高,若以后刀面磨鈍為標準,提高近250%;若以前刀面磨鈍為標準,提高200%;若以破損為標準,提高近100%。此外車刀前刀面激光處理后,后刀面的耐磨性有明顯增長;后刀面激光處理后,前刀面抗月牙洼磨損能力也有一定的提高,但增長幅度不及前者。北京工業大學的宣崇武、張連寶利用激光表面合金化新技術,改變木材加工刀片的表面成分,以提高刀片韌性。激光表面合金化所得的合金化層與刀片基體之間是一種冶金結合,結合力優于各種噴涂層。最佳產品一次刃磨平均產量<20t,但刀片本身折損率>30%。激光合金化處理后的刀片,一次刃磨壽命比最佳產品平均提高3倍左右,且刀刃不崩、不卷、不折斷,稍加磨刃可繼續使用。無錫冶金機械廠的李良福在用激光加工法提高刀具耐用度的經驗證實,激光強化對改善各種刀具的工作能力有較好的效果。例如T8A、T10A、CrWMn和9Cr鋼模具的耐用度可提高若干倍,成型模的壽命較一般熱處理后的使用壽命可提高15-19倍,較氮化鈷耐磨層的模具提高0.5-1倍。前蘇聯曾對WC85 Co15和WC92 Co8兩種硬質合金粉末進行激光熔覆試驗,使用35-30J的固體脈沖激光和0.1,0.5,1-3Kw的連續CO2激光器,掃描速度2.2-17mm/s,在Y8A工具鋼基體上熔覆(WC92 Co8)粉末所得最高顯微硬度為HV1180。KJ.Schmaxtjko利用準分子激光對陶瓷材料(Al2O3、ZnO2、Si3N4)的表面直接進行重熔改性,結果表明:陶瓷材料的表面粗糙度從激光改性前的10-15μm,下降到1-4μm,且孔隙率大大下降。A.Detitbon的重熔方式可使表面裂紋和孔隙至少下降50。

  最近幾年,激光對各種刀具材料激光表面強化都有不同程度的報導[5,6],也有人直接研究了激光對高速刀具的表面強化,雖然激光合金化和熔覆陶瓷層已經取得了關鍵性的進展,但是在工業實際批量化應用較少,特別是在刀具材料改性方面。

 

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