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激光表面淬火是一個錯綜復雜的快速加熱、快速冷卻的淬火過程。激光淬硬層的尺寸參數(shù)(淬硬層寬度、淬硬層深度、表面粗糙度)和性能參數(shù)(表面硬度、耐磨性、組織變化)取決于激光功率密度(激光功率、光斑尺寸)、掃描速度、材料的特性(成分、原始狀態(tài))和材料表面預處理情況等，同時也與被處理零件的幾何形狀和尺寸以及激光作用區(qū)的熱力學性質(zhì)有關(guān)。在其他工藝因素不變的條件下，其主要工藝參數(shù)激光器輸出功率P、掃描速度V和作用在材料表面上的光斑尺寸D，三者的綜合作用直接反映了激光淬火過程的保溫溫度及其保溫時間。3個參數(shù)對激光表面淬火效果的影響關(guān)系為：淬硬層深度與激光功率成正比，與光斑大小和掃描速度成反比。
另外，還應考慮各參數(shù)值的選擇范圍，D不能過大，V不能過小，以免冷卻速度過低，不能實現(xiàn)馬氏體轉(zhuǎn)變。反之，當激光輸出功率過大時，容易造成表面熔化，影響表面的幾何形狀。奧氏體的轉(zhuǎn)變臨界溫度與材料的熔點之比值越小，允許產(chǎn)生相變的溫度范圍越大，硬化層深度就越深。除此之外，硬化帶的掃描花樣(圖形)和硬化面積比例、硬化帶的寬窄以及激光作用區(qū)吹送氣體狀況、光路系統(tǒng)以及光束焦距等均會對激光表面淬火質(zhì)量有一定的影響。
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