Козлов К.О., Левина С.М. // Сборник статей Международной научно-практической конференции Часть 1

Лазерная закалка − это технология термообработки, при которой лазерное излучение используется для локального нагрева и закалки деталей, обычно металлических. Характеристики процесса влияют на конечные аспекты деталей, такие как твердость, прочность, износоустойчивость и микроструктура.

Мощность лазера: высокая мощность способствует более глубокому проникновению накалившегося процесса и, следовательно, образованию более твёрдой фазы материала, такой как мартенсит. Тем не менее, слишком высокая мощность может вызвать перегрев и образование трещин. На мощность влияет не только качество обработки, но и следующие характеристики:

Скорость перемещения лазера: высокая скорость сканирования может привести к недостаточному нагреву и, следовательно, к недостаточной глубине закалки и мягкости. Напротив, слишком низкая скорость вызовет перегрев и тепловую деформацию. Максимальная скорость закалки должна сочетаться с максимальной мощностью, чтобы достичь глубоких и равномерных результатов закалки.

Диаметр лазерного пятна фокуса: диаметр лазерного пятна определяет зону нагрева. Более узкий фокус представляет возможность локального закалки с высокой точностью, в то время как более широкий фокус способствует захвату большей площади прикладываемого нагрева, но с меньшей его глубиной. В основном оптимальный диаметр зависит от детали и требований.

Глубина закалки зависит от мощности лазера и скорости сканирования. Глубокая закалка может повысить прочность, но также и снизить пластичность.

Процесс закалки реализуется двумя способами: импульсным и непрерывным лазерным излучением. Для получения глубины закалки свыше 0,7 мм следует обеспечить мощность лазера от 1 до 5 кВт, учитывая следующие характеристики: тип материала, размеры изделия [1, с. 92]. Основные преимущества: минимальная деформация, отсутствие необходимости в дополнительных операциях, а также увеличение срока службы относительно с традиционными методами термообработки.

При поверхностной закалке изделий из углеродистых сталей и чугунных сплавов достигается глубина закалённого слоя от 0,5 до 1,0 мм за счет использования плотности мощности лазерного излучения 106 Вт/см² и ширине следа от 1 до 10 мм.

Физическая суть процесса

В процессе лазерной закалки лазерный луч нагревает внешние слои обрабатываемого материала, что создает разницу температур между  температурой  поверхности  и  внутренней  температурой.

Полное содержание на https://www.elibrary.ru/item.asp?id=88787486