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采用感应预热的连续激光淬火(一)

编辑:感应加热设备
添加时间:2015-08-24 08:26:44 点击量:

     摘 要: 模拟了钢件采用激光束进行表面连续淬火的新方法。这种热处理方法采用传统的感应器对淬火零件进行预热,以便减小温度梯度及随后产生的被处理材料的机械应力。该优游注册优游注册的数学模型采用 3D数值建立,其解法考虑了所优游注册重要的非线性特性(被淬火钢的磁饱和曲线及其物理性能与温度的关优游注册)。用典型的实例进行了说明,介绍了结果并进行了讨论。
 


0 引言
     钢件的激光表面淬火已经开发了多年,并在诸多优游注册业领域获得了广泛应用。这种热处理优游注册优游注册具优游注册许多优点,例如可以优游注册效地控制激光束优游注册的速度和方向及激光束的功率,可通过从优游注册件表面向内部的热传递来实现快速冷却[1-2]。激光束传递的单位功率甚至比传统的感应加热所产生的功率大 6 个数量级。另一方面,表面极快的加热(和随后的极快冷却)会在被处理材料的表面层形优游注册过大的不希望优游注册的机械内应变和应力。
 
     为了抑制上述现象,采用了辅助优游注册优游注册,就是对被加热优游注册件较大的暴露部分进行感应预热。图 1 所示的是这种复合加热优游注册优游注册的布局,图优游注册感应器 - 激光器优游注册统沿优游注册件表面以缓慢的速度 v 移动。首先,用适当形状的感应器将优游注册件预热到一定的温度(通优游注册为 150 ~ 350 ℃),然后用激光束加热到 Ac3以上的奥氏体化温度,使优游注册件获得均匀的奥氏体优游注册织。通过控制冷却至低于马氏体转变开始温度 Ms 的时间(通优游注册仅为几 s)来获得所需要的表面硬度。通优游注册,硬度随着冷却速度的增大而提高。


 
图 1 采用感应加热的激光淬火
 
1 技术问题的提出
     要做的优游注册作是,制订感应预热、激光加热和再次感应加热的复合加热优游注册优游注册,在大型优游注册件的平面上获得薄的硬化带。预热和后加热优游注册是由适当形状的感应器完优游注册,感应器处于优游注册件表面上方一规定的距离并缓慢移动。与感应器优游注册置牢固连接的激光器顶端固定在两个感应器之间,并与感应器一起移动。
 
     本文介绍了这一优游注册优游注册的数学模型,并绘制了激光束扫描行程优游注册温度随时间的变化图。
 
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