8. Primjene u industriji kalupa
Kalupi su jedno od najuspješnijih područja primjene za lasersko kaljenje. Mnoge tvornice koriste ovu tehnologiju za produljenje vijeka trajanja kalupa.
Kalupi za utiskivanje, nakon laserskog kaljenja, pokazuju znatno poboljšanu otpornost na habanje na reznim rubovima. Na primjer, matrice za utiskivanje karoserijskih panela automobila možda su zahtijevale preradu nakon 80.000 utiskivanja, ali nakon laserskog kaljenja mogu premašiti 300.000 utiskivanja. To je zato što površinska tvrdoća oštrice raste od 50 HRC do preko 60 HRC, a distribucija tvrdoće je vrlo jednolika.
Jezgre i šupljine plastičnih kalupa također se mogu podvrgnuti laserskom kaljenju. Osobito za dijelove s tankim izbočinama ili dubokim utorima, tradicionalna toplinska obrada lako uzrokuje izobličenje, ali lasersko kaljenje može dobro riješiti ovaj problem. Nakon kaljenja, hrapavost površine također se može poboljšati, što je korisno za vađenje plastičnih dijelova.
Kalupi-za tlačno lijevanje rade u teškim uvjetima, podnoseći udar rastaljenog metala-na visokoj temperaturi. Lasersko gašenje može stvoriti sloj otvrdnulog-otpornog na toplinu i habanje-otpornog na površini, značajno poboljšavajući otpornost kalupa na toplinski zamor. Neke tvornice izvješćuju da se vijek trajanja kalupa može produžiti 2-3 puta nakon tretmana.
9. Primjene na mehaničkim komponentama
Različite komponente prijenosa mogu se ojačati pomoću laserskog kaljenja.
Zupčanici su tipični aplikacijski objekti. Za tradicionalno naugljičene i kaljene zupčanike, cijeli zub treba tretman, što uzrokuje značajnu distorziju i zahtijeva naknadno brušenje zupčanika. Lasersko kaljenje može tretirati samo opterećena područja poput boka i korijena zuba, dok ostala područja održavaju dobru žilavost. Time se zadovoljavaju zahtjevi upotrebe, a istovremeno smanjuju izobličenje i troškovi strojne obrade.
Komponente vratila kao što su radilice i bregaste osovine mogu biti podvrgnute laserskom kaljenju na mjestima trenja kao što su rukavci i bregaste osovine. Nakon tretmana poboljšava se površinska otpornost na trošenje. Štoviše, zbog male distorzije, dodaci za završnu obradu mogu biti minimalni, štedeći materijal i vrijeme strojne obrade.
Vodilice, klizni blokovi i druge komponente trenja klizanja također su-prikladne za lasersko prigušivanje. Na radnoj se površini mogu- stvoriti rešetkaste ili izbrazdane kaljene trake, osiguravajući otpornost na habanje uz zadržavanje kapaciteta skladištenja ulja za bolje podmazivanje.
10. Primjene u području zrakoplovstva
Zrakoplovne komponente imaju iznimno visoke zahtjeve za težinu i pouzdanost, što lasersko prigušivanje ovdje čini vrlo korisnim.
Lopatice motora mogu se lokalno ojačati na mjestima spajanja kao što su klin i plašt. Tradicionalne metode teško tretiraju samo ta područja, dajući laserskom prigušivanju izrazitu prednost. Nakon tretmana, otpornost na habanje i otpornost na habanje ovih područja se poboljšava.
Komponente stajnog trapa rade u teškim uvjetima, podnose velika udarna opterećenja. Lasersko kaljenje može stvoriti sloj tlačnog naprezanja u kritičnim područjima, poboljšavajući vijek trajanja od zamora. Štoviše, može tretirati samo područja koncentracije naprezanja bez utjecaja na ukupnu žilavost.
Razni priključci i pričvrsni elementi također se mogu podvrgnuti laserskom kaljenju. Na primjer, područje navoja vijaka; nakon tretmana poboljšavaju se otpornost na habanje i sposobnost protiv -galjenja.
11. Ključne točke kontrole kvalitete
Kako bi se osigurala kvaliteta laserskog kaljenja, potrebno je kontrolirati nekoliko aspekata.
Provjera tvrdoće je najosnovnija. Uređaj za mjerenje tvrdoće koristi se za mjerenje tvrdoće očvrslog sloja, ne samo na površini, već i na različitim dubinama kako bi se vidjela distribucija očvrslog sloja. Općenito, treba izmjeriti više točaka na svakom dijelu kako bi se provjerila ujednačenost.
Dubina otvrdnutog sloja također je vrlo važna. Preplitko znači slabu otpornost na trošenje; previše duboko može utjecati na svojstva osnovnog materijala. Treba ga mjeriti metalografskim metodama: rezanjem dijela, poliranjem i jetkanjem kako bi se uočila mikrostruktura, te mjerenjem debljine bijelog sloja.
Vizualni pregled ne smije se zanemariti. Provjerite ima li na površini oštećenja poput opeklina ili pukotina. Normalna laserski -ugašena površina trebala bi imati jednoliku tamnu ili obojenu oksidacijsku boju. Ako postoje bijela ili plava područja, temperatura je možda previsoka.
Mjerenje deformacije posebno je važno za precizne dijelove. Ključne dimenzije treba provjeriti prije i nakon kaljenja pomoću koordinatnog mjernog stroja ili drugih mjernih alata. Laserska deformacija kaljenja obično je vrlo mala, ali je ipak potrebno praćenje.
12. Uobičajeni problemi i protumjere
Neki problemi se mogu pojaviti u praktičnim primjenama; evo nekoliko uobičajenih.
Nejednaka tvrdoća je najčešći problem. Mogući uzroci uključuju: nestabilnu snagu lasera, neravnomjernu brzinu skeniranja, nedosljednu prethodnu obradu površine, itd. Rješenja uključuju provjeru statusa opreme, osiguravanje stabilnih parametara i izvođenje dobre prethodne obrade površine.
Problemi s pucanjem vjerojatnije će se pojaviti na materijalima s visokom očvrsljivošću. Ako je zagrijavanje ili hlađenje prebrzo, lako nastaju pukotine. To se može izbjeći predgrijavanjem, kontrolom brzine skeniranja, optimiziranjem oblika mjesta itd.
Preplitak otvrdnuti sloj može biti posljedica nedovoljne snage ili prebrze brzine. Potrebno je prilagoditi parametre procesa ili poboljšati prethodnu obradu površine kako bi se povećala apsorpcija.
Prilikom obrade velikih površina može doći do omekšavanja u zonama preklapanja. Područje preklapanja zagrijava se dva puta, što može uzrokovati omekšavanje pri kaljenju. To se može poboljšati optimiziranjem putanje skeniranja, kontrolom količine preklapanja ili upotrebom širokih-točaka snopa.
13. Analiza troškova-dobiti
Ulaganje u opremu za lasersko kaljenje je relativno veliko, u rasponu od nekoliko stotina tisuća do više od milijun RMB po stroju. Međutim, operativni troškovi nisu visoki, uglavnom se sastoje od troškova električne energije i pomoćnog materijala.
U smislu opsežne cijene, lasersko kaljenje ima mnoge prednosti. Štedi materijal jer mala deformacija omogućuje manje dopuštene obrade; štedi energiju zagrijavanjem samo tankog površinskog sloja, trošeći mnogo manje energije od toplinske obrade u rasutom stanju; štedi vrijeme jer se mnogi dijelovi mogu koristiti izravno nakon kaljenja, eliminirajući naknadne procese poput ravnanja i čišćenja.
Što je još važnije, produljuje vijek trajanja proizvoda, smanjujući učestalost popravaka i zamjena. Za potrošne dijelove kao što su kalupi i alati za rezanje, koristi od nekoliko puta duljeg vijeka su znatne. Mnogi korisnici navode da se, iako je oprema skuplja, ulaganje može vratiti u roku od šest mjeseci do godinu dana.
14. Trendovi razvoja tehnologije
Tehnologija laserskog gašenja još je u razvoju; nekoliko je trendova vrijedno pažnje.
Inteligencija opreme jasan je trend. Moderna oprema sve više koristi inteligentne upravljačke sustave koji mogu automatski prepoznati dijelove, pozvati procesne parametre i pratiti kvalitetu procesa. Neki čak mogu promatrati proces kaljenja u stvarnom-vremenu putem kamera i automatski podešavati parametre.
Također se razvija hibridizacija procesa. Lasersko gašenje kombinira se s drugim tehnologijama kako bi se iskoristile njihove prednosti. Na primjer, prvo lasersko kaljenje radi povećanja tvrdoće, zatim lasersko poliranje radi poboljšanja kvalitete površine; ili kombiniranje laserskog kaljenja s laserskim oblaganjem za površinsko ojačanje i popravak istrošenosti.
Širenje polja primjene je neizbježno. Izvorno se uglavnom koristio za kalupe i alate za rezanje, a sada se sve više koristi na običnim mehaničkim komponentama. Kako se zahtjevi za životnim vijekom proizvoda povećavaju, primjena ove tehnologije postat će sve raširenija.
Zelene i ekološki prihvatljive karakteristike dobivaju više pozornosti. Lasersko kaljenje ne koristi uljne ili slane kupke i nema emisija onečišćenja, što je u skladu sa zahtjevima ekološke proizvodnje. To je i razlog zašto se može promovirati u industrijama sa strogim ekološkim propisima.
15. Radne sigurnosne mjere opreza
Laser je visoko{0}}energetska zraka; sigurnost mora biti naglašena tijekom rada.
Zaštita očiju je najvažnija. Izravna ili reflektirana laserska svjetlost može uzrokovati trajno oštećenje oka. Tijekom rada moraju se nositi posebne laserske zaštitne naočale, a radna područja moraju imati znakove upozorenja.
Zaštitu kože također ne treba zanemariti. Izlaganje kože laserom može izazvati opekline. Nosite radnu odjeću tijekom rada kako biste izbjegli izravno izlaganje kože.
Sigurnosti od požara treba obratiti pozornost. Laserske iskre mogu zapaliti zapaljive tvari. Održavajte radni prostor čistim, bez mrlja od ulja, papira i drugih zapaljivih tvari i opremite ga opremom za gašenje požara.
Treba cijeniti električnu sigurnost. Laserska oprema radi na visokom naponu; redovito provjeravajte ožičenje i osigurajte pouzdano uzemljenje. Ne-profesionalci ne bi trebali pokušavati popraviti.
Treba razmotriti odvod dima i ventilaciju. Dim se stvara tijekom gašenja; ispušnu opremu treba odmah ukloniti kako bi zrak bio čist.
16. Sažetak
Lasersko kaljenje je praktična tehnologija površinskog ojačavanja. Formira tvrdi i{1}}otporan na habanje stvrdnuti sloj na površini dijela precizno kontrolirajući unos energije. Ova tehnologija ima mnoge prednosti: malu distorziju, visoku tvrdoću, dobru selektivnost i jednostavnost automatizacije.
Nakon godina razvoja, tehnologija laserskog kaljenja postala je relativno zrela i uspješno se primjenjuje u područjima kao što su kalupi, mehaničke komponente i zrakoplovstvo. Kako se troškovi opreme smanjuju, a procesi poboljšavaju, opseg njegove primjene će se dalje širiti.
Za proizvodna poduzeća, usvajanje tehnologije laserskog gašenja može poboljšati kvalitetu proizvoda, produžiti vijek trajanja proizvoda i smanjiti troškove proizvodnje. Iako je početno ulaganje veliko, dugoročne-ekonomske koristi su očite. Posebno u trenutnom kontekstu proizvodne transformacije i nadogradnje, takve tehnologije-poboljšanja kvalitete i učinkovitosti postat će sve popularnije.
U budućnosti, s napretkom laserske tehnologije i napretkom inteligentne proizvodnje, lasersko kaljenje će se razvijati prema većoj inteligenciji, preciznosti i prihvatljivosti za okoliš, pružajući snažnu potporu visoko-kvalitetnom razvoju proizvodne industrije.
