降本增效是企業(yè)追求的最終目標。縱觀鋼鐵工業(yè)技術史上的許多重大技術突破,如轉(zhuǎn)爐煉鋼、連鑄、連軋等,其首要動機都是為了降低成本。冶金技術相當成熟的今天,利用再制造技術延長冶金生產(chǎn)線核心部件的使用壽命,不僅可以提高新產(chǎn)品的性能,還可以修復廢舊產(chǎn)品,延長產(chǎn)品壽命,同時有效減少設備維護和停機時間,提高生產(chǎn)力。
一、激光淬火的基本原理
激光淬火技術是利用聚焦激光束作為熱源,對被處理工件表面進行輻照,使被硬化零件的溫度在瞬間急劇升高,形成奧氏體,然后迅速冷卻,獲得馬氏體或其它細晶粒組織的硬化層的熱處理技術。
二、激光表面淬火的技術特點
1、 功率密度高,加熱速度快,零件變形小
熱處理工藝可控制變形,處理后的工件不需磨削,可作為零件精加工的最后一道工序。
2、可用于形狀復雜的零配件
如盲孔、內(nèi)孔、小槽、薄壁件等??梢宰龌虿糠肿?,也可以根據(jù)需要在同一部分的不同部分做不同的處理。能克服高頻淬火因感應器的限制,難以對形狀復雜的零件進行表面淬火,加熱面積難以控制,薄壁零件在淬火時容易開裂等問題。在滲碳、淬火等化學熱處理過程中,大型零件的加工不需要受到爐子尺寸的限制。
3、普遍性
激光的深焦點,在淬火過程中對零件的尺寸、尺寸和表面沒有嚴格的限制。但現(xiàn)有的中高頻淬火必須生產(chǎn)出適合各種零件的感應器。
4、 不受限制
對于某些淬火溫度較高的不銹鋼零件,其淬火溫度與熔點溫度非常接近。用感應器對產(chǎn)品進行局部表面淬火時,容易燒角或不規(guī)則零件,造成零件報廢,然而,激光表面淬火不受此限制。
5、無需冷卻
激光淬火是一種清潔、高效、環(huán)保的淬火工藝,冷卻速度快,不需要水或油等冷卻介質(zhì)。
6.、滿足硬化要求
表面硬化層組織細小,硬度高,耐磨性好,能滿足表面硬化層深度較淺(一般為0.3~2.0mm)的產(chǎn)品要求。
三、激光淬火技術在鋼鐵行業(yè)的應用實例
1、軋輥的激光合金化
軋輥是軋鋼機中產(chǎn)生金屬連續(xù)塑性變形的主要工作部件和工具。長期惡劣的工作條件會導致表面起皮、裂紋甚至斷裂。用激光對軋輥進行合金化處理,可有效延長軋輥的使用壽命。通過棒輥激光合金化處理,不變形、耐高溫、耐腐蝕,鋼材通過能力顯著提高。
2、輥底式激光淬火
爐底輥作為高溫板坯傳輸媒介,長期在充斥腐蝕性氣體的高溫環(huán)境下工作,與高溫板坯直接接觸的輥環(huán),表面易出現(xiàn)粘鋼、結瘤、氧化、腐蝕、磨損、高溫蠕變等現(xiàn)象,特別是由粘鋼和結瘤造成的板坯下表面凹坑、劃痕、重皮等各類質(zhì)量缺陷,在硅鋼、冷軋原料等軟鋼上表現(xiàn)的尤為突出。在輥環(huán)表面激光淬火一層耐高溫、抗氧化、耐磨損的新材料。爐底輥在使用壽命期間表面結瘤或氧化皮疏松、剝落,可能影響鋼板,鋼坯的后續(xù)軋制質(zhì)量,可有效提高生產(chǎn)線的經(jīng)濟效益。激光淬火技術可對各種導軌、大型齒輪、軸頸、氣缸內(nèi)壁、模具、減震器、摩擦輪、滾輪、和滾輪零件等表面進行強化處理。適用材料為中、高碳鋼和鑄鐵等。