激光表面处理技术的应用(图)

2011/07/15 09:33第一工程机械网工程机械与维修

激光表面处理技术是在上世纪70年代大功率激光器出现后,迅速发展起来的一项光、机、电一体化高新技术。这种工艺具有淬硬效果好、自动化程度高、操作简单、能耗低、效率高、工件变形极小和基本无废品等一系列优点。利用激光对零件表面进行处理,可改变零件表面的物理结构、化学成分和金相组织,从而改变零件表面的抗磨损性、耐腐蚀性和抗疲劳性等,可有效解决许多常规热处理难以解决的问题。目前在工程机械的零件加工和修理工艺中,常用的激光表面处理技术有激光热处理、激光熔覆以及激光清洗等。

1.激光热处理

激光热处理是利用高功率、高密度激光束对金属进行表面处理,它可以对材料实现相变硬化(或称作表面淬火、表面重熔淬火)、表面合金化等表面改性处理,其基本原理是用高能激光束对工件表面进行扫描,已经扫描部分的材料表面急骤升温到相变温度,激光束离开后,扫描加热的部分又很快被母体冷却而形成自淬火,其淬火部分的结构组织呈超细化,硬度比淬火前提高约2.5倍,并得到0.2~1 mm深的淬火层,从而使工件的耐磨性能提高3~5倍。

激光淬火可以对发动机的汽缸、活塞环、轮轴等关键零件进行处理,以大幅度提高其使用性能。在经激光热处理后,不必再进行后续处理,可直接送到装配线上安装。美国通用汽车公司率先采用激光热处理技术直接硬化发动机汽缸内壁,大大提高了汽缸的耐磨性,改善了汽缸与活塞环的配合性,减轻了活塞环的磨损。长春第一汽车制造厂等大型企业都有自己的激光热处理生产线。

对于用合金铸铁制造的大型覆盖件模具,传统工艺采用火焰淬火,其淬火硬度为40~50 HRC。改用激光淬火后(见图1),模具表面硬度可提高到55~65 HRC,硬化层有效深度为0.5~0.7 mm,模具耐磨性能大大提高,维修率可控制在4%以下。

图1

图1

图2

图2

激光热处理具有如下优点:激光淬火处理后的工件表面硬度比常规淬火高5%~20%,可获得极细的硬化层组织;由于激光加热速度快,因而热影响区小,又是表面扫描加热淬火,所以被处理的零件变形很小;淬火部位可获得的残余压应力大,有助于提高疲劳性能;激光硬化工艺周期短,生产效率高,工艺过程易实现计算机控制,自动化程度高,可纳入生产流水线;激光淬火是快速加热、自激冷却,不需要炉膛保温和冷却液淬火,是一种无污染绿色环保热处理工艺,容易实现对大型模具表面进行均匀淬火;可以对形状复杂的零件和不能使用其他常规方法处理的零件进行局部硬化处理,也可对同一零件不同部位进行不同的激光硬化处理。如图2所示。

责任编辑:Winnie

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一汽解放汽车有限公司是中国一汽集团旗下的轻、中、重型卡车企业,总部位于吉林省长春市,员工22000人,整车年生产能力20万辆。有17个专业厂、分公司、子公司和3个参股公司,分布在长春、大连、青岛、无锡、成都、柳州六个城市,形成了长春、青岛、成都、柳州四大整车基地和无锡、大连、长春发动机、变速箱、车桥三大总成基地的生产布局。主要企业有:卡车厂、青岛汽车有限公司、无锡柴油机厂、车桥分公司、变速箱分公司、发动机分公司、专用车分公司、柳州特种汽车有限公司、长春特种车分公司、成都分公司、轴齿中心、仓储中心、大豪动力公司、一汽解放汽车销售有限公司、道依茨一汽(大连)柴油机有限公司、长春一汽宝友钢材加工配送有限公司、长春一汽鞍井钢材加工配送有限公司。【历史沿革】2003年,一汽对中重型卡车核心业务进行重组,成立了一汽解放汽车有限公司。十年来,一汽解放先后成功推出解放第五代和第六代重卡产品,实现了以重型车为主,中型、重型、轻型发展并举的产品格局,以品质、技术和创新能力,成为中国商用车行业处于领先地位的卡车制造企业。解放品牌价值180.26亿元,连续多年保持行业第一。【主导产品】一汽解放拥有载货车、牵引车、工程车、专用车四大产品系列和J6P、J6M、J6L、JH6、J6F、J5P、J5M、J5K、J4R、新大威、龙威、天威、途威、虎威、越野车、新长头安捷重卡16个产品平台,发动机功率覆盖40-520马力。解放卡车以“安全、可靠、节能、舒适、高效”的技术性能和卓越品质,赢得了广大用户的信赖,被誉为“挣钱机器”。【制造技术】一汽解放卡车生产工艺和制造技术,达到了国际先进水平。车身焊装线主焊线全部采用机器人进行焊装作业,自动化率达100%。驾驶室涂装线采用自动化控制装备,涂层质量达到了国际水平。整车装配线采用模块化装配,配备定值装配工具,检测线由计算机控制,进行100%驾驶室淋雨密封性检验。发动机、变速箱、车桥三大总成生产线,采用世界先进水平的加工中心、数控机床、三坐标测量仪等工艺装备。【营销网络】一汽解放坚持以客户价值为导向,率先建立了功能完备的营销服务体系,创建了解放“感动服务”品牌。由510家经销商、1000家服务站、26家备品中心组成的解放营销服务网络遍布全国各地,为用户提供24小时全天候高效、优质服务。产品出口俄罗斯、东南亚、中东、非洲等20多个国家和地区。【管理创新】一汽解放着眼于国际化竞争,建立与国际接轨的现代企业管理体系,学习和推行丰田生产方式,建立ISO/TS16949国际质量管理标准和体系,通过了环境/职业健康安全管理体系认证,实施了ERP企业资源管理系统、MES生产管理系统、TDS销售管理系统,实现了企业数字化管理。坚持“以人为本,员工第一”的理念,为员工提供职业化的成长平台,建立了管理人员按职业经理序列、专业技术管理人员按专家序列晋升的“双路径”人才激励机制和全员岗位技能职业化培训体系。【公司战略】一汽解放将以“品质、技术、创新”的中国一汽“品牌战略”为统领,加速实现企业管理转型和产品技术升级,致力于把解放建设成为具有国际竞争实力的卡车企业,实现解放中重型卡车市场份额第一,保持中重卡车领域的国内绝对领先地位,参与国际市场竞争,把解放打造成为中国卡车第一品牌和世界知名卡车品牌。
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