激光具有表面加熱相變硬化金相分析圖像顯微鏡
激光具有表面加熱的一些獨特性質。激光束的電磁輻射在不透
明材料中,如金屬表面的幾個原子層內被吸收,在表面并不伴有熱
氣噴射、渦流,而在光學定義的束區之外有輻射滋出。實際上,作
用的能Id能準確地輻射到僅僅需要的表面。因此,激光是一種實用
、可靠的表面熱源和表面工程的獨特工具。
①化學清理。
②控制熱處理深度和由此而引起的變形。
③控制熱分布和熱影響區的形狀和位置。
④即使需要,后續加工也較少。
⑤可進行遠距離非接觸加工。
⑥比較容易實現自動化。
目前,表面處理是人們相當感興趣的課題,因為它提供了一種
節約材料或改善部件使之具有理想表面和整體性能的可能性,這些
期望是真實和可行的。不久,隨著技術的成熟,將使我們可以實現
只處理易受腐蝕或磨損表面的特殊部位.而不需要處理覆蓋的大部
分區域。對于需要覆蓋大量的面積,例如外表面,涂層大概是成本
較低的。而對于需要用金屬大面積的覆蓋,電鍍可能是優勝者。但
是對子不連續的區域,激光是少有的競爭者,并且能夠給出這里所
討論的各種各樣的處理方法。
目前,激光表面處理應用包括:
①表面加熱,用于相變硬化或退火。
②粗琢,混凝土或石頭的表面清理。
③表面熔化,用于均質化、晶粒細化、生成快速凝固組織和表
面密封。
④表面合金化,改善腐蝕、磨損和外觀性質。
⑤表面鍍層.改變熱性質,如熔點或熱導率,該方法已用于小
批三維部件的定向激光熔鑄成形。
⑥表面組織處理,改善涂層外觀。
⑦表面粗糙化,增強粘結劑的附著力。
⑧激光化學氣相沉積(LCVD),激光物理氣相沉積(LPV D );使
通過電解、滲人或改善沉積速率的局部涂覆,達到強化鍍。
⑨非接觸彎曲。
⑩磁疇控制。
可以桿出,這些工藝范圍從相變硬化、彎曲、粗琢和激光化學
氣相沉積等依靠表面加熱而不需表面熔化的低功率密度處理,到包
括需要高功率密度以克服潛熱效應和較大熱傳導損失的表面熔化處
理。這些熔化處理包括簡單的表面熔化以獲得較大的均勻化或非常
快速的自淬處理,正如在激光上釉時能形成金屬玻璃那樣,這在某
些合金中是可能實現的。熔化處理也包括加人任何一種元素到熔池
中,如表面合金化和粒子注人;或者使元素僅在表面薄層熔化,如
激光熔敷。如果使用高功能密度的很短脈沖激光作用于表面,將會
產生瞬時燒蝕,與激光清理過程一樣,并傳出由于瞬時的熱應力而
產生的機械沖擊波,產生類似于噴丸硬化但處理層更深的表而硬化
作用。