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在本系列的最后幾篇文章中，我們已經(jīng)介紹了激光熔覆使用中的一些關(guān)鍵領(lǐng)域?，F(xiàn)在我們考慮的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是：熱處理。它用于硬化機(jī)器部件，工具以及配件和器皿，也用于軟化高強(qiáng)度材料。 金屬的熱處理，例如鋼的硬化，是最古老的工業(yè)過(guò)程之一。它的起源可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。即使采用當(dāng)今的激光熱處理，仍要追求經(jīng)典的目標(biāo)：通過(guò)將熱量專門引入定義的表面積，材料的性能得以改變，并且部件受到磨損和腐蝕的保護(hù)。

硬化組件

激光熔覆特別適合于鋼部件的表面硬化。激光束將工件的近表面區(qū)域加熱到900至1500°C，并引起原始鐵素體鋼結(jié)構(gòu)的熱誘導(dǎo)奧氏體化。如果射流隨后繼續(xù)移動(dòng)，則材料會(huì)在加工點(diǎn)迅速冷卻（自威懾），并形成堅(jiān)硬的馬氏體。由于多種原因，使用激光比使用感應(yīng)線圈或氣體火焰可以更有效地實(shí)施此過(guò)程。首先，由于物理原因，材料加熱的速度比其他過(guò)程快。其次，與硬化有關(guān)的區(qū)域可以被更選擇性地處理，即，僅局部工件的輸入可以加熱工件的某些部分。第三，可以使用帶有集成高溫計(jì)或熱像儀的特殊光束整形光學(xué)器件對(duì)熱量輸入進(jìn)行精確計(jì)量，尤其是要考慮到一個(gè)組件和同一組件中的不同散熱量。這些特性使激光熔覆非常適合處理幾何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域需要硬化，而在其他區(qū)域則需要保持其延展性。這些工藝優(yōu)勢(shì)還可以節(jié)省成本：由于材料的變形小和自震性好，通常沒(méi)有或只有很小的措施來(lái)補(bǔ)償翹曲和冷卻。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上。至少要考慮到一個(gè)組件和同一組件中的不同散熱。這些特性使激光熔覆非常適合處理幾何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域需要硬化，而在其他區(qū)域則需要保持其延展性。這些工藝優(yōu)勢(shì)還可以節(jié)省成本：由于材料的變形小和自震性好，通常沒(méi)有或只有很小的措施來(lái)補(bǔ)償翹曲和冷卻。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上。至少要考慮到一個(gè)組件和同一組件中的不同散熱。這些特性使激光熔覆非常適合處理幾何復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域需要硬化，而在其他區(qū)域則需要保持其延展性。這些工藝優(yōu)勢(shì)還可以節(jié)省成本：由于材料的變形小和自震性好，通常沒(méi)有或只有很小的措施來(lái)補(bǔ)償翹曲和冷卻。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上。然而，在另一些國(guó)家，他們必須保持自己的延展性。這些工藝優(yōu)勢(shì)還可以節(jié)省成本：由于材料的變形小和自震性好，通常沒(méi)有或只有很小的措施來(lái)補(bǔ)償翹曲和冷卻。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上。然而，在另一些國(guó)家，他們必須保持自己的延展性。這些工藝優(yōu)勢(shì)還可以節(jié)省成本：由于材料的變形小和自震性好，通常沒(méi)有或只有很小的措施來(lái)補(bǔ)償翹曲和冷卻。這最終反映在所需的時(shí)間和材料上。

激光熔覆在哪里用于硬化？

承受磨損或周期性負(fù)載的組件（例如凸輪軸）特別要進(jìn)行處理。在每臺(tái)汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，鋼都會(huì)在那里摩擦—接觸區(qū)域因此必須硬化，否則很難想象零件會(huì)持久。對(duì)于這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)過(guò)程不會(huì)走太遠(yuǎn)?，F(xiàn)代凸輪軸的結(jié)構(gòu)（帶有多個(gè)凸輪軌道和用于關(guān)閉氣缸或改變發(fā)動(dòng)機(jī)控制的換檔滑門）需要精確的表面硬化，而這只有使用激光熔覆才能實(shí)現(xiàn)。最古老的淬火廠已經(jīng)在這里運(yùn)營(yíng)了10至15年。由于激光束源的價(jià)格多年來(lái)一直在持續(xù)下降。

材料軟化

用激光熔覆進(jìn)行的熱處理不僅可以實(shí)現(xiàn)硬化，而且可以實(shí)現(xiàn)完全相反的目的，即材料的軟化。在此，固化的結(jié)構(gòu)在某些區(qū)域中通過(guò)加熱而軟化（“回火”），或者例如通過(guò)奧氏體化和隨后的緩慢冷卻而轉(zhuǎn)變成鐵素體-珠光體結(jié)構(gòu)。結(jié)果是片材更容易變形并且可以被更好地焊接或形成。同樣，與其他方法（例如感應(yīng)，氣體火焰或紅外發(fā)射器）相比，激光熔覆是更好的工具。一方面，材料處理（例如硬化）極其靈活和精確，另一方面，在處理過(guò)的材料和未處理過(guò)的材料之間創(chuàng)建的過(guò)渡區(qū)比其他技術(shù)要小。
在哪里使用軟化劑？

該應(yīng)用程序?qū)嶋H上可以挽救生命：在車身修理廠中，在經(jīng)過(guò)沖壓硬化的高強(qiáng)度區(qū)域上創(chuàng)建了激光變形區(qū)域，該區(qū)域在發(fā)生碰撞時(shí)吸收沖擊能量，從而保護(hù)了人體。這種靈活的材料加工可在其他區(qū)域保持鋼材的全部強(qiáng)度。另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是深沖，其中毛坯在壓制之前在預(yù)期的彎曲區(qū)域內(nèi)軟化，以避免在成型過(guò)程中出現(xiàn)裂紋或破裂。
順便提及，激光熔覆也可以用于干燥印刷油墨。在所謂的分離中，墨水層被激光束加熱并由于粘度增加而更快地被基底吸收。激光的模塊化和緊湊型組件可以直接集成到膠印機(jī)系統(tǒng)中。
它清楚地說(shuō)明了為什么熱處理是激光熔覆的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一-在這里，它們僅僅領(lǐng)先于其他工藝。由于有針對(duì)性的加熱，與感應(yīng)，氣體火焰和紅外加熱器相比，激光更靈活，更精確，甚至更經(jīng)濟(jì)。但這還不是全部：通用工具激光熔覆也可以用于焊接。我們將在下一篇博客文章中對(duì)此進(jìn)行更多解釋。