激光技術(shù)是本世紀(jì)60年代初誕生坠汹，而且發(fā)展極為迅速的一門(mén)高新技術(shù)耘沼。它的發(fā)展與滲透碌冶，帶動(dòng)了其它學(xué)科和技術(shù)的發(fā)展，激光技術(shù)已成為本世紀(jì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要支柱之一霍骄。激光加工技術(shù)是激光技術(shù)在工業(yè)中的主要應(yīng)用台囱，激光加工技術(shù)加速了對(duì)傳統(tǒng)加工工業(yè)的改造淡溯，提供了現(xiàn)代工業(yè)加工技術(shù)的新手段，影響很大簿训。激光加工是指用高功率激光束對(duì)工業(yè)用零部件進(jìn)行切割咱娶、熱處理、焊接强品、打孔等等膘侮，與傳統(tǒng)加工方法相比，激光加工的特點(diǎn)是: 激光束能量高度集中的榛，加工區(qū)域小琼了，因而熱變形小，加工質(zhì)量高仔同、精度高键切，加工件不受尺寸、形狀限制圃靖，不需冷卻介質(zhì)龙喂，而且無(wú)污染，噪聲小榛蜻，勞動(dòng)強(qiáng)度低秧梨，效率高。激光加工技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化正在我國(guó)興起盅力。

　　一漠恰、激光熱處理技術(shù)的特點(diǎn)

　　激光熱處理是利用高功率密度的激光束對(duì)金屬進(jìn)行表面處理的方法，它可以對(duì)材料實(shí)現(xiàn)相變硬化(或稱做表面淬火鞠洪、表面非晶化、表面重熔粹火)平敏、表面合金化等表面改性處理乏唤，產(chǎn)生用其它表面淬火達(dá)不到的表面成分、組織愤惰、性能的改變苇经。

　　激光具有單色性、相干性宦言、方向性和高能量密度四大特點(diǎn)扇单，因此，其穿透能力極強(qiáng)奠旺。激光的穿透能力是由其能量大孝功率密度強(qiáng)弱蜘澜、時(shí)間長(zhǎng)短而決定。當(dāng)功率密度為103W/cm2～ 107W/cm2時(shí)响疚，以103℃/s～107℃/s加熱速度把金屬表面加熱到僅低于熔點(diǎn)的臨界轉(zhuǎn)變溫度鄙信，其表面迅速奧氏體化瞪醋，然后急速自冷淬火，冷卻速度可達(dá)1.7×104℃/s装诡，金屬表面迅速被強(qiáng)化银受，這就是激光相變硬化。

　　激光熱處理的顯著特點(diǎn)是:具有高速加熱鸦采，高速冷卻宾巍，獲得的組織細(xì)密、硬度高蜗南、耐磨性能好叭蜂；淬火部位可獲得大于400kgf/mm2的殘余壓應(yīng)力，有助于提高疲勞性能堤麻；還可以進(jìn)行局部選擇性淬火酸儿，通過(guò)對(duì)多光斑尺寸的控制，更適合其它熱處理方法無(wú)法勝任的管孔紧甫、深溝昵鳍、微區(qū)、夾角和刀具刃口等局部區(qū)域的硬化匀洪；激光可以遠(yuǎn)距離傳送难宋，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)激光器多工作臺(tái)同時(shí)使用，采用計(jì)算機(jī)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)激光熱處理工藝過(guò)程的控制和管理厕扼，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化乙闰。

　　二、激光熱處理在工業(yè)上的應(yīng)用及發(fā)展

　　由于激光熱處理有相當(dāng)明顯的優(yōu)點(diǎn)胚茴，解決了傳統(tǒng)金屬熱處理不能解決或不容易解決的技術(shù)難題互墓，在國(guó)內(nèi)外受到了高度重視，激光熱處理得到了迅速的發(fā)展蒋搜。

　　大功率CO2激光器從70年代起發(fā)展很快篡撵，先進(jìn)工業(yè)國(guó)家大功率CO2激光器已產(chǎn)品化、系列化豆挽。我國(guó)從“七五”以后相繼研制成功了千瓦級(jí)至萬(wàn)瓦級(jí)大功率CO2多模激光器育谬。隨著大功率激光器的發(fā)展，用激光就可以實(shí)現(xiàn)各種形式的表面處理帮哈。它是引起材料組織結(jié)構(gòu)變化的冶金過(guò)程膛檀，其加熱時(shí)間在10-3s～10-7s的范圍內(nèi)，功率密度為每平方毫米大于0.1 kW娘侍。它的應(yīng)用極為廣泛咖刃，幾乎一切金屬表面熱處理都可以應(yīng)用。目前應(yīng)用比較多的有汽車憾筏、冶金僵缺、石油胡桃、重型機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等存在嚴(yán)重磨損的機(jī)器行業(yè)磕潮，以及航天昵裁、航空等高技術(shù)產(chǎn)品。

　　激光熱處理在汽車行業(yè)應(yīng)用極為廣泛暖经，在許多汽車關(guān)鍵件上祈痢，如:缸體、缸套缕沟、曲軸姚菱、凸輪軸、排氣閥葛暇、閥座皂汞、搖臂、鋁活塞環(huán)槽等幾乎都可以采用激光熱處理尼软。例如熄晕，美國(guó)通用汽車公司用十幾臺(tái)千瓦級(jí)CO2激光器，對(duì)換向器殼內(nèi)壁局部硬化便透，日產(chǎn)3萬(wàn)套尔网，提高工效四倍。我國(guó)采用大功率CO2 激光器對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行缸孔內(nèi)壁強(qiáng)化處理航厚，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)大修里程到15萬(wàn)公里以上顷歌，一臺(tái)汽缸等于三臺(tái)不經(jīng)處理的汽缸。

　　激光熱處理過(guò)的缸體幔睬、缸套淬硬帶的耐磨性大幅度提高眯漩，未淬硬帶可增加儲(chǔ)油，改善潤(rùn)滑性能我國(guó)拖拉機(jī)發(fā)展快麻顶，不斷推出新品牌赦抖，但拖拉機(jī)用內(nèi)燃機(jī)缸體、缸套壽命短澈蚌，損壞嚴(yán)重，維修量很大灼狰，西安內(nèi)燃機(jī)配件廠在國(guó)家科委的幫助下宛瞄，首先建起了柴油機(jī)缸套激光熱處理生產(chǎn)線，年產(chǎn)60萬(wàn)只交胚，壽命延長(zhǎng)10000小時(shí)份汗。

　　缸體激光熱處理設(shè)備及生產(chǎn)線激光涂覆與激光合金化工藝相似，但不同的是不另外加入合金蝴簇，使金屬表面融化隨即冷卻凝固伤刑，從而得到細(xì)微的接近均勻的表層組織探快，對(duì)于某些共晶合金，還可得到非晶態(tài)表層入撇，具有極好的抗腐蝕性能榨狐，例如，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)鑄鐵閥座上進(jìn)行鉻基表面涂覆晤裆，可獲得良好的不銹鋼表面咱漱。

　　激光熱處理在大型機(jī)車制造業(yè)已被采用，大大提高了機(jī)車壽命停间，主要是機(jī)車大型曲軸的激光熱處理和機(jī)車柴油機(jī)缸套和機(jī)車主簧片的激光熱處理温履。

　　模具的制造工藝復(fù)雜，精度要求高叙棚，形狀各異亥护，應(yīng)用廣泛，但往往因模具的壽命短而加大了成本粗排，返修也很困難绎彪。用激光對(duì)模具表面進(jìn)行熱處理，已逐漸被認(rèn)識(shí)和被采用彬呻，可成倍的提高模具的壽命衣陶，又不受形狀和尺寸的限制。

　　激光熱處理過(guò)的曲軸由于激光熱處理越來(lái)越顯示其優(yōu)越性闸氮，各種大功率CO2激光熱處理機(jī)不斷問(wèn)世剪况。有些大型企業(yè)不惜代價(jià)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備，如大連機(jī)車車輛廠引進(jìn)德國(guó)6000W CO2激光器用于大型曲軸熱處理生產(chǎn)線等蒲跨。與此同時(shí)译断，國(guó)產(chǎn)的大功率CO2激光熱處理設(shè)備銷售每年也成倍增長(zhǎng)，激光熱處理生產(chǎn)線在各地相繼發(fā)展起來(lái)或悲。

　　目前比較成功的例子有大連機(jī)車車輛廠用于機(jī)車曲軸孙咪、缸套、立簧片的激光熱處理生產(chǎn)線巡语；西安內(nèi)燃機(jī)廠柴油機(jī)缸套激光熱處理生產(chǎn)線翎蹈；北京內(nèi)燃機(jī)及首都汽車公司的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)缸套激光熱處理生產(chǎn)線；長(zhǎng)春第一汽車制造廠激光熱處理生產(chǎn)線男公。同時(shí)全國(guó)各地還建立了不同規(guī)模的激光加工中心荤堪，為各行業(yè)機(jī)器零件進(jìn)行激光熱處理。

　　三码完、開(kāi)發(fā)激光熱處理的新應(yīng)用办适，促進(jìn)激光加工產(chǎn)業(yè)化

　　激光是一門(mén)高新技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域很廣。激光熱處理的技術(shù)關(guān)鍵有三:高功率的激光器点溶； 多自由度的加工設(shè)備并與計(jì)算機(jī)配套婚拭；不同應(yīng)用的激光熱處理工藝。經(jīng)過(guò)我國(guó)激光科技人員十幾年的努力比端，這三個(gè)方面都有了很快的發(fā)展墅波，為激光熱處理技術(shù)的推廣創(chuàng)造了條件。近幾年來(lái)擎津，激光產(chǎn)業(yè)以兩位數(shù)的速度增長(zhǎng)房肿，高于國(guó)際激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度，也高于全國(guó)工業(yè)增長(zhǎng)的速度朵聪，可見(jiàn)其前景是遠(yuǎn)大的暗环。

　　激光熱處理技術(shù)的應(yīng)用在我國(guó)尚不普遍，主要是人們對(duì)激光技術(shù)的應(yīng)用亮花，還存在不同程度的神秘化和偏見(jiàn)副瀑。激光技術(shù)、激光熱處理應(yīng)用推廣宣傳不夠恋谭，缺乏實(shí)踐糠睡。因此應(yīng)盡快把激光技術(shù)的科研成果，特別是激光熱處理技術(shù)面向經(jīng)濟(jì)疚颊、面向市場(chǎng)狈孔、面向全社會(huì)，主要是為工業(yè)企業(yè)服務(wù)材义，不斷推廣均抽，擴(kuò)大其應(yīng)用。

　　為了達(dá)到這一目的其掂，建立專用的激光熱處理生產(chǎn)線固然重要油挥，然而建立多功能的激光加工中心，為更多的中小企業(yè)服務(wù)款熬，更不可少深寥。在美國(guó)、歐洲和日本就有這種加工中心800多家贤牛，我國(guó)不少城市近幾年也建立了相類似的激光加工中心怀程，服務(wù)于各行各業(yè)，起到了很好的示范作用钝菲，也創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益遣备。

　　可以毫不夸張的說(shuō)，激光熱處理幾乎可以解決金屬表面熱處理的所有問(wèn)題患敢，只是工藝要不斷的摸索腔水、探討、實(shí)驗(yàn)邦孽。激光熱處理中心可以完成這些工作已堆，并以最快的速度發(fā)展其應(yīng)用。例如揣喻，在不斷發(fā)展的汽車你拗、拖拉機(jī)修理行業(yè)中，激光熱處理已經(jīng)取得非常好的應(yīng)用效果汰畔。

　　可以預(yù)言括绣，激光加工技術(shù)，特別是激光熱處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用必將加速我國(guó)的激光產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程捂滓。

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