雷射表面處理技術知多少?
目前,我國傳統的製造業正面臨深度的轉型升級,高附加值、高技術壁壘更的高端精密加工是其中的一個重要方向。隨著高精密加工需求的增加,相關的精密加工技術也隨著快速發展,其中雷射技術在市場上獲得越來越多的認可。
雷射精密加工可分為四類應用,分別是精密切割、精密焊接、精密打孔和表面處理。在目前的技術發展與市場環境之下,雷射切割、焊接的應用更為普及,3C電子、新能源電池則是當前應用最多的領域。

別開生面的雷射表面處理
雷射表面處理是材料工業,特別是金屬材料工業中常用的一種加工工藝。通過雷射表面處理可以改善金屬產品的性能,提高其使用效能或延長其使用壽命,有時還可以使較廉價的金屬材料代替較貴重的材料。例如,曲軸、活塞之類的機械零件的表面耐磨性要求很高,但其內部卻無此要求,為節約高級合金材料,通常用廉價的鑄鐵做成零件,再通過雷射表面處理工藝在其表面形成一合金層,使之達到所要求的性能。

進行雷射表面處理時,將金屬材料、零件等放進加熱爐內加熱到適宜的溫度,然後再用不同的方法加以冷卻,使其內部組織改變,以獲得所要求的性能。雷射表面處理用大功率雷射器作熱源,照射在金屬零件的表面上。它可以把金屬表面非常迅速地加熱到8000以上。當雷射束離開金屬表面後,利用金屬本身的優良導熱性能,可以非常迅速地(幾秒到幾十秒內)冷卻被加熱的表面,從而大大改善金屬表面的機械性能。

優點獨特的雷射表面處理
在金屬表面處理領域中,異軍突起的雷射表面處理所以引人注目,是因為它與傳統的熱處理方法相比較有不少獨特的優點。經一般熱處理後的金屬零件,因各種應力作用產生形變,而雷射表面處理可使這種形變減至最小程度甚至沒有。被處理的金屬表面十分清潔,不需要通常熱處理後的噴砂、酸洗等清潔處理。經雷射表面處理的零件,一般可以直接送至總裝生產線上裝配,不需要通常熱處理後的磨削、珩磨、校直等材料加工工序。
需要進行雷射表面處理的金屬零件,有時具有複雜的形狀,有時要對某些特殊要求的部位進行處理。例如,深孔的側壁,盲孔(一頭開口另一頭在材料內部的孔)的底部,以及某些形狀複雜、凹凸變化大的零件,通常的熱處理方法對它們束手無策,而雷射表面處理則可使它們獲得均勻的硬化層,還可以大大節省火焰表面淬火或高頻感應淬火這類方法使用時所需的許多輔助設備。此外,雷射表面處理還可以在同一零件的不同部位上,根據需要進行不同的處理,使它們的化學成分合金化,從而節約了能量合金用量。

雷射表面處理裝置的通用性強,一臺裝置可以適用於各種形狀、尺寸的零件,而不需要使用高頻感應加熱法時的各種感應線圈,或使用火焰加熱法時的不同規格噴嘴。雷射表面處理操作簡單,便於實現自動化生產而且它生產的重複性好,質量穩定、可靠,可以列入流水線生產。由於雷射表面處理不需要任何冷卻介質,也不發生氧化現象,所以沒有一般表面處理車間常見的煙霧、油氣、氧化皮、石英砂等汙染物,可以消除公害,改善勞動條件。