i . 레이저 열 처리 과정의 개요
레이저 열처리는 고 에너지 밀도 레이저 빔을 사용하여 재료의 표면을 빠르게 가열하고 냉각시키는 고급 표면 변형 기술입니다 .
핵심 원칙은 레이저 빔 (최대 10, 000}} 000}}} {000}}에 에너지 밀도가 1 백만 와트의 에너지 밀도가 1 백만 와트까지의 에너지 밀도}에 의해 매우 짧은 시간에 오스테 나이트 위상 전이 온도 위의 물질 표면을 가열하는 것인데, 슈퍼 페인 마르텐 사이트 구조를 형성하여 표면의 경도를 크게 향상시키고, 저항성 및 저항력을 향상시키는 것입니다.
이 기술은 높은 정밀도, 낮은 변형, 환경 보호 및 에너지 절약의 특성을 가지고 있으며 자동차 제조, 기계식 가공 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다 ..
둘째, 레이저 열처리의 장점
1. 고효율 및 에너지 절약 :
레이저 가열 속도는 매우 인상적이며 최대 100, 000} 초당 백만도에서 1 백만도까지, 냉각 속도는 최대 100, 000 degrees 초당 . .이 초고속 가열 및 냉각 속도가 크게 개선 될 수 있으며 크게 개선 될 수 있습니다.
동시에, 에너지 소비 측면에서, 레이저 열처리는 전통적인 열 처리의 1/3에서 1/5에 불과합니다. 예를 들어, 대규모 제조 기업의 실제 생산에서 레이저 열처리 기술을 채택한 후, 동일한 수의 제품의 처리 시간은 약 40%로 단축되며 에너지 비용은 거의 60%감소하여 {7%}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}.
2. 높은 정밀도 및 유연성 :
레이저 빔 스팟 직경은 탁월한 조절성을 가지며 미크론 레벨 .에 정확하게 조정될 수 있습니다.이 기능은 복잡한 지오메트리 .의 로컬 강화에 매우 적합합니다.
예를 들어, 금형 그루브, 기어 치아 표면 등 . 밸브, 피스톤 등과 같은 엔진의 내부 정밀 부분 .과 같은 엔진의 내부 정밀 부분에 대한 자동차 제조 산업을 예로 들어 {{0}.
곰팡이 제조에서 복잡한 모양과 높은 정밀 요구 사항을 가진 곰팡이의 경우, 레이저 열처리는 전체 구조에 영향을 미치지 않고 국부 마모가 발생하기 쉬운 부품을 강화하고 금형의 서비스 수명을 연장 할 수 있으며 .
3. 환경 보호 및 오염 없음 :
레이저 열처리는 작업 공정에서 물, 오일 및 기타 냉각 매체가 필요하지 않으므로 폐기물 액체의 배출을 효과적으로 줄이기 위해 .
이 기능은 녹색 제조의 요구 사항과 완전히 일치하며 전통적인 열처리 방법에서 냉각 매체를 크게 사용함으로써 발생하는 환경 오염 및 자원 폐기물과 비교하여 환경 .에 대한 부정적인 영향을 줄이는 데 도움이됩니다.
4. 우수한 표면 성능 :
레이저 열처리 후, 경화 된 층의 경도는 5 ~ 20%증가 할 수 있고, 내마모성이 3 ~ 5 배 증가하고, 서비스 수명이 3 배 이상 증가합니다 . 이는 처리 된 부품이 실제 응용 분야에서 더 높은 하중과 가혹한 작업 조건을 견딜 수 있음을 의미합니다. ..
광업 기계에서 레이저 열처리 후 채굴 부품의 내마모성이 크게 향상되어 장비의 유지 보수 및 교체 비용을 크게 줄이고 항공 우주 분야의 생산 효율 ., 레이저 열처리 후 주요 부품의 서비스 수명은 비행 안전에 대한보다 신뢰할 수있는 보증을 제공합니다...
3. 산업 응용 프로그램 예
1. 엔진 실린더 바디/실린더 라이너 강화
실린더의 내부 벽의 레이저 켄칭은 헬리컬 스캐닝에 의해 수행되며, 경화 층의 두께는 0 . 2 ~ 0.4mm에 도달하며, 표면 경도는 HRC20에서 HRC보다 더 증가합니다. 점검 마일리지는 60, 000 km ~ 200, 000 km에서 연장됩니다.
프로세스 매개 변수 :
-Laser Power : 1.5 kW ~ 2.5 kW (연속 섬유 레이저)
-스코닝 속도 : 10 mm/s ~ 30 mm/s
-스팟 직경 : 2 mm ~ 4 mm (에너지 분포 최적화를위한 직사각형 지점)
-HARDENING 층 깊이 : 0.2 mm ~ 0.4 mm (전력 및 속도 조정으로 제어)
-Cooling 모드 : 자체 냉각 (매트릭스의 열 전도에 의존)
예를 들어, 엔진 블록은 2 . 0 kW의 레이저 전력과 15 mm/s의 스캐닝 속도로 레이저 열처리에 적용되었습니다.
이 처리 과정 후, 표면 경도는 원래의 HRC20에서 실질적인 HRC 62.으로 점프하면서 엔진 블록의 내마모성이 크게 향상되었으며, 엔진 블록의 내마모성은 크게 향상되었으며,이 중요한 성능 개선은 엔진 블록을 강화하고 엔진의 향상을 강화하고, Engineasnance를 확장시킬 수 있습니다. 효율성과 안정성 .
2. 자동차 금형의 표면 처리
프로세스 매개 변수 :
-Laser Power : 800 W ~ 1.5 kW (정밀 절단 가장자리를위한 펄스 레이저)
-펄스 주파수 : 20 Hz ~ 50 Hz (제어 열 입력)
-연결 속도 : 30% ~ 50% (균일 성을 보장하기 위해)
-HARDENING 층 두께 : 0.1 mm ~ 0.3 mm
도어 스탬핑 다이의 블레이드는 1 . 2 kW의 레이저 및 40% 중첩 속도로 처리되었습니다. 이 처리를 통해 블레이드의 경도는 높은 수준의 HRC58에 도달했습니다. 62.
이러한 이유로, 금형의 서비스 수명은 100의 원래 용량에서 100, 000 사이클에서 350으로 증가하면서 크게 확장되었습니다. 000 사이클 .이 주목할만한 개선은 곰팡이 교체 및 유지 보수의 빈도를 감소시킬뿐만 아니라 생산 효율성을 감소시킵니다. 품질 . 구성 요소의 정밀성과 내구성이 매우 중요 한 자동차 제조와 같은 산업의 품질 .이 기술의 적용은 의심 할 여지없이 회사에 상당한 경쟁 우위와 경제적 이점을 제공합니다 .
3. 전송 시스템 부품
드라이브 액슬 쉘의 레이저 용접 및 담금질 복합 공정 :
-고유 매개 변수 : 4kW 레이저 전력, 용접 속도 1.2 m/min, 아르곤 보호
-매개 변수 매개 변수 : 1.8kW 레이저 전력, 스캔 속도 20 mm/s
-효과 : 용접 깊이 12.5 mm, 담금질 구역 경도 HRC55, 전체 변형<0.1 mm.
변속기 시스템 구성 요소에서 드라이브 액슬 하우징을 처리하는 과정에서, 용접 매개 변수에 대한 레이저 용접 및 담금질의 복합 공정이 채택되었고, 4kW의 레이저 전력이 사용되었으며, 용접 속도가 1. 2 m/min, Argon 가스에 고용되어 있었다. 예를 들어, 실제 작동에서, 실제 작동에서, 안정적인 레이저 전력과 적절한 용접 속도는 균일하고 강한 용접을 초래하는 반면, 아르곤 가스의 보호 효과는 고온에서 용접의 산화를 효과적으로 방지하여 용접의 성능 및 외관 품질을 보장합니다.
4. 기어 및 샤프트 강화
기어 치아 표면의 레이저 켄칭 매개 변수 :
-Laser Power : 1.2 kW ~ 2.0 kW
-스코닝 속도 : 8 mm/s ~ 15 mm/s (치아의 뿌리에서 저속, 치아 적응 조절의 상단의 고속)
-스팟 모양 : 길쭉한 지점 (4 mm x 0.5 mm, 치아 표면 곡률 일치)
-HARDENING 층 깊이 : 1.0 mm ~ 2.0 mm
중장기의 제조 공정에서, 주요 구성 요소 기어 (모듈 12와 함께)는 특정 레이저 프로세스 .에 의해 처리되었다. 구체적으로, 1 . 8 kW의 전력이 사용되었고 처리는 10 mm/s의 스캔 속도로 수행되었다.
이 처리 후, 치아 표면의 경도는 상당히 개선되어 HRC60의 범위에 도달하여 HRC 63.이 경도의 향상은 실질적인 성능 개선으로 이어지고, 피로 수명이 크게 증가한 . 기어의 원래의 피로 수명은 50,000}}}}}}}} {4 <}} 50에서 증가, 000 사이클로 200으로, 000 사이클 .
5. 정밀 도구 제조
하드 메탈 절단 도구 가장자리의 레이저 담금질 :
프로세스 매개 변수 :
-Laser Power : 300 W ~ 600 W (과열을 피하기위한 짧은 펄스 레이저)
-펄스 너비 : 0.5ms ~ 2ms
-반복 주파수 : 100Hz ~ 200 Hz
-HARDENING 층 깊이 : 50 μm ~ 150 μm
산업 제조의 특정 부분에서 밀링 커터의 가장자리는 500 W 펄스 레이저 .로 특별한 처리를 거쳤습니다.
이 전에는 밀링 커터의 경도가 HRA 88.이 고급 처리 과정을 겪은 후, Edge 경도는 HRA 92.로 크게 개선되었습니다.이 경도 의이 강화는 매우 눈에 띄는 효과를 가져 왔습니다. 500 W 펄스 레이저로 처리 된 절단 수명은 3 배까지 확장되었습니다 .
기계식 가공 워크숍 에서이 처리 된 밀링 커터는 항공 우주를위한 구성 요소 제조에서 금속 부품을 가공 할 때 더 높은 절단력과 더 긴 연속적인 작동을 견딜 수 있습니다. 정밀도와 재료 요구 사항이 매우 높기 때문에이 강화되고 확장 된 밀링 밀링 커터는 더욱 강력하고 효율적으로 복잡한 작업을 제공 할 수 있습니다. 제품 . 빈번한 밀 커터 교체와 관련된 시간과 인건비를 줄일뿐만 아니라 생산 효율성과 제품 품질의 안정성을 향상시켜 관련 산업의 개발에 긍정적 인 영향을 미칩니다 ..
4. 매개 변수 최적화 및 프로세스 설계 지점
1. 에너지 밀도 제어 :
레이저 열처리 과정에서 에너지 밀도의 정확한 제어는 중요한 단계 . 에너지 밀도 E를 계산하기위한 공식은 E=p / (v * d)이며, 여기서 P는 전력을 나타내며, v는 스캔 속도를 나타내며, d는 스팟 직경이며,이 공식은 분명히 에너지의 관계를 나타내며,이 공식은 에너지 density 사이의 친밀한 관계를 분명히 보여줍니다. 매개 변수 .
다른 재료는 자체 특정 위상 전이 임계 값 . 강철을 예로 들어, 위상 전이 임계 값은 일반적으로 150 j/cm²에서 300 j/cm² . 범위입니다. 이것은 레이저 열 처리 강철을 통해 에너지 밀도 가이 범위 내에서 정확하게 제어되어야한다는 것을 의미합니다. 위상 변환, 치료 결과가 좋지 않습니다. 에너지 밀도가 너무 높으면 과도한 절제 또는 재료에 대한 다른 부작용이 발생할 수 있습니다 .
2. 냉각 속도 조정 :
냉각 속도의 합리적인 조절은 링 스캐닝 사용과 같은 조명 반점 이동 경로를 능숙하게 조정하여 레이저 열처리의 품질을 보장하고 결함 발생 경로를 능숙하게 조정하여 냉각 속도의 제어를 실현하기 위해 효과적으로 변경 될 수 있습니다 (.} .}.
또한, 압축 공기와 같은 외부 보조 냉각 방법의 적용은 또한 중요한 역할을 할 수있다 . 압축 공기는 처리 영역에서 열을 빠르게 제거 할 수 있으므로 냉각 공정을 가속화하므로 냉각 속도를 조정하려면 정확한 제어가 필요합니다. 너무 빠르거나 너무 느릴 수 있습니다. 둘 다 문제를 일으킬 수 있습니다 . 냉각 속도가 너무 빠르면 재료 내에서 과도한 열 응력으로 이어져 잠재적으로 균열이 발생할 수 있습니다. 냉각 속도가 너무 느려지면 적시에 부작용 변환을 방지하지 못할 수 있습니다 .
3. 지능형 매개 변수 권장 사항 :
오늘날의 디지털화 및 인텔리전스의 물결에서 레이저 열 처리 분야는 BP 신경망과 같은 고급 머신 학습 모델을 기반으로 . .도 안내했으며 프로세스 매개 변수 예측을 강력하게 지원할 수 있습니다. ..
이러한 기계 학습 모델은 광범위한 실험 데이터 및 실제 생산 사례의 연구 및 분석을 통해 입력 매개 변수 (예 : 재료 구성, 대상 경도 등) 및 출력 프로세스 매개 변수 (최적의 전력/속도 조합 등 .) 간의 복잡한 관계 모델을 설정할 수 있습니다. 실제 생산에 대한 매우 높은 기준 값 제공 .
v . 향후 개발 추세
1. 인텔리전스 및 자동화 :
고급 제조 기술의 개발에서 인텔리전스 및 자동화는 핵심 동향이되었습니다 . 레이저 열 처리 분야는 기계 비전과 AI 기술의 영리한 조합을 통한 예외가 아닙니다. 놀라운 돌파구는 .가 달성되었습니다.
머신 비전 기술은 레이저 처리 프로세스의 다양한 미묘한 변화를 실시간으로 그리고 정밀한 . AI 기술로 다양한 미묘한 변화를 포착 할 수있는 예리한 눈과 같습니다. 반면에, 지능형 뇌 역할을하며, 기계 비전에 의해 얻은 정보를 빠르고 정확하게 분석하고 처리 할 수 있습니다. .. 매개 변수 .
예를 들어, 켄칭 프로세스 중에 시스템은 Quenched 레이어의 깊이를 실시간으로 모니터링 할 수 있습니다. .이 기능은 프로세스에 대한 정확한 측정 기기를 설치하는 것과 같습니다. 켄칭 된 층의 깊이가 항상 설계 요구 사항을 충족하는 동시에 온도 분포를 모니터링 할 수 있습니다. 네트워크 . 이렇게하면 온도가 고르지 않은 영역을 적시에 탐지하고 조정하여 제품 품질의 일관성과 안정성 .
2. 복합 처리 기술 :
복합 가공 기술은 레이저 켄칭을 클래딩, 청소 및 기타 프로세스와 결합하여 레이저 열처리 분야에서 강력한 혁신적인 힘을 보여 주면 다기능 생산 라인을 형성하여 처리 효율을 크게 향상시킵니다. ..
레이저 담금질은 부품의 표면 경도와 내마모성을 크게 향상시킬 수 있지만, 클래딩은 부품 표면에 특수 특성을 가진 재료 층을 추가 할 수 있으며, 부식성과 고온 저항을 향상시킬 수 있습니다 . 청소 공정은 부품 표면의 불순물과 오염 물질을 제거 할 수 있습니다.
이러한 프로세스가 결합 될 때, 예를 들어, 생산 라인에서 효율적인 공동 작업 모드 .를 형성하면, 먼저 표면 먼지 및 산화 층을 제거하기 위해 부분을 청소 한 다음, 레이저 담금질을 겪고 표면 경도를 높이고, 특수한 특성을 부여하기 위해 {}}}....를 획득하기 위해 클래딩 할 수 있습니다. 생산주기는 생산 효율성을 높이고 생산 비용을 줄입니다 .
3. 새로운 재료 적응 :
새로운 에너지 차량 산업의 급속한 증가로 인해 경량 재료에 대한 수요는이 수요를 충족시키기 위해 매일 증가하고 있습니다. 레이저 열처리 필드는 알루미늄 합금, 탄소 섬유 복합재 재료 등과 같은 새로운 에너지 차량에서 일반적으로 사용되는 경량 재료에 대한 연구 및 개발 작업을 적극적으로 수행했습니다 ({1}},.}}} {}}} {} {}} {}} {} {} {}} {{1}.
알루미늄 합금은 강도와 가벼운 특성이 우수하지만 특수 설계된 레이저 열 처리 공정을 통해 일부 성능 측면 .의 개선의 여지가 여전히 남아 있습니다. 결정 구조는 최적화 될 수 있으며, 강도와 인성은 개선 될 수 있으므로 새로운 에너지 차량의 복잡한 작업 환경에 더 잘 적응할 수 있습니다 ({1}}}}.
탄소 섬유 복합재는 탁월한 강도 대 중량 비율을 가지지 만, 연결 및 표면 처리에 어려움이 있습니다 . 특수 레이저 열 처리 프로세스는 표면 성능을 향상시키고 다른 구성 요소와의 연결 강도를 향상시켜 전체 차량 구조의 신뢰성과 안전성을 향상시킬 수 있습니다. ..
새로운 재료 개발을위한 이러한 특수 레이저 열 처리 프로세스는 새로운 에너지 차량 개발에 대한 강력한 기술 지원을 제공하고 자동차 산업을보다 가벼운 고성능 및 지속 가능한 방향으로 홍보합니다 ..
vi . 결론
높은 효율성, 정밀도 및 환경 친화적 인 레이저 열처리 기술은 자동차 및 기계 제조 산업에서 핵심 과정이되었습니다 . .는 엔진 블록의 내마모성을 향상시키는 데 기어의 수명을 확장하여 수많은 응용 사례가 제조에 대한 기술 혁신의 심오한 영향을 생생하게 보여줍니다. 레이저 열처리는 의심 할 여지없이 고급 장비 제조의 업그레이드 및 변환을 더욱 주도합니다 .
