大型齒輪的激光淬火/熔覆
為了解決齒輪的變形,在熱處理工藝方法上可以起到一定效果,但效果都不大。如果換一種方法,如:采用激光淬火,變形非常小,圓周橢圓度約1~2絲；齒形就更小,μ級。如果在常規方法中,遇到問題；如:擔心超差,磨齒困難,磨齒成本高等,可以考慮激光淬火的辦法。淬火后都不用磨齒,直接安裝。激光處理變形很小,可以免磨削工序0.6級以上的齒輪需要磨削,也主要是表面光潔度的要求而已.這種方法主要用在:1技術要求高(大直徑,易變形,難磨齒如內齒圈,異形齒輪如無法感應淬火等等);2性能要求高(表面硬度高,表面殘余壓應力要求高,齒根層深需要控制) 3心部性能要求較低,而要降低成本,降低生產周期(相對滲碳+磨齒)4爐子限制,無法硬化的齒輪(超大齒輪2~6米以上) 5火焰等表面淬火硬度不均等的情況對于硬度要求hrc58~62,可以用中碳合金鋼代替,調質+精銑齒+激光淬火就ok.如果覺得改材料,工藝改動太大,可以采用滲碳(不淬火)+精銑齒+激光淬火.對比一下,常規方法處理直徑為1000mm左右的齒輪滲碳淬火后橢圓最大到1.5mm,端面翹曲最大到1.6mm,齒頂錐度最大到0.8mm.這些都需要在留量上解決.對于這樣的情況,激光淬火的變形可以忽略的.比如:橢圓度和翹曲度約小于1.5絲,齒向誤差小于5μ.兩種方法變形量相差約100倍.
近幾年來,激光產業以兩位數的速度增長,高于國際激光產業發展的速度,也高于全國工業增長的速度,可見其前景是遠大的。激光淬火齒輪與齒圈,熱注入量小,齒輪或者齒圈的熱變形小,不降低齒輪的精度,不破壞齒面的表面粗糙度。采用激光熔覆技術可以直接對斷齒等情況進行修復。
大型齒輪的激光淬火與修復工藝
(1)工藝流程:將大型齒輪裝夾到激光加工機床上,清洗齒輪齒面的油污和銹斑；在需要激光加工的齒面及軸頸部分噴涂吸光涂料,再用激光加工程序對齒面(齒頂、齒根等)進行淬火處理。
(2)淬火工藝參數:激光淬火后齒面的硬度范圍可以控制在hrc35—45之間；淬硬層深度為0.4-0.6mm；激光功率3.0-5kw；淬火掃描速度為10–50mm/s。根據齒輪齒面、齒根和齒頂對材料表面的不同硬度要求,采用數控系統分段分區改變工藝參數,獲得相應的激光淬硬層。激光淬火后不用回火處理,齒面的表面粗糙度基本不變。
(3)激光熔覆工藝指標:激光熔覆的單層厚度根據需要可以在0.2–2.5mm之間調節。激光熔覆層的硬度可以根據工件的需求在hrc25–60之間調節。對大型鋼齒輪而言,在無預熱條件下可直接熔覆,熔覆層均勻、連續,無裂紋、氣孔等冶金缺陷。
應用案例
人字齒激光熱處理
傘形齒激光強化
齒輪箱激光強化/磨損修復
內齒圈齒面激光淬火 直齒輪的激光表面處理齒輪的表面處理(激光淬火)斜齒輪激光相變硬化處理 激光相變硬化處理激光相變硬化處理

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上海富通激光工程技術研究所
羅經理
021-59562316
嘉定區嘉松北路3998號

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