簡析模具表面激光強化

表面激光強化
    模具表面處理一直是機械加工領域中所重視的問題。隨著新技術新工藝的發展，有許多傳統的處理方式已不太適用。對形狀復雜的模具，最理想的表面處理方式是用激光進行，它幾乎不變形，表面硬度比常規處理方式的硬度高，并且更耐磨，使用壽命更長。
    1)激光相變硬化
    激光相變硬化又稱激光淬火。由于激光淬火時冷卻速度遠遠超過常規淬火冷卻速度，從而可以獲得極細的馬氏體組織。激光相變硬化的優點為硬度較常規淬火高、變形小、可實現表面薄層和局部淬火，不影響基材的機械性能等。
    2)激光沖擊強化
激光沖擊強化是高功率密度、短脈沖的激光束與物質相互作用產生的強沖擊波來改變材料表面物理及機械性能的技術。在激光沖擊過程中，由于激光誘導產生的沖擊波峰值應力大于材料的動態屈服應力，從而使材料產生密集、均勻以及穩定的位錯結構，使金屬表面發生塑性變形，并形成較深殘余壓應力，從而提高金屬零件的強度、耐磨性、耐腐蝕性和疲勞壽命。其主要優點為：沖擊壓力高，強化深度達到傳統的噴丸強化深度4—8倍：能夠加工傳統工藝不能處理的部位，如小槽、小孔以及輪廓線之類：激光沖擊強化后的金屬表面不產生畸變和機械損傷，無熱應力損傷，不會引起相變等。
    3)激光合金化和激光熔覆激光合金化和激光熔覆是將一層與模具基體成分不同而具有一定性能的材料涂覆在模具基體，同時用高能激光束照射涂覆區域。激光合金化通過調節激光輸出功率使涂覆材料與部分基體一起熔化并發生合金化過程：而激光熔覆是涂覆層在激光作用下與基體表面通過融合迅速結合再一起，它與激光合金化的主要區別在于經激光作用后涂層的化學成分基本不變化，基體的成分基本上不進入涂層內。基于快速凝固新材料合成與制備的激光表面合金化及激光熔覆表面改性新技術，是提高模具材料在高溫下耐磨耐蝕等高溫性能的最有效方法之一。