激光入射功率对硬化层深度的影响在光斑直径为a2mm,扫描速度为12.5mm/s的条件下测定了不同的激光入射功率对应的熔化层深度和硬化层总深度,其结果见和。改变入射功率时熔凝硬化层和总硬化层深度的测试结果入射功率硬化层深度随激光功率变化曲线从及可以看出,在光斑直径和扫描速度不变的情况下,熔凝硬化层厚度和总硬化层厚度随着功率P增加而增加。这是因为,入射功率越大,即单位时间、单位面积上注入的能量越大,在相同的扫描速度下(即相同的加热时间内),其熔化区和固态相变区必然随之扩大。
扫描速度对熔凝硬化层和总硬化层厚度的影响在光斑直径为2mm,入射功率P为300W的条件下,测定了不同的扫描速度对应的熔凝区厚度和总硬化区厚度,其结果和。当光斑直径和入射功率不变时,熔凝层厚度和总硬化层厚度随扫描速度增加而下降,显然,这是由于在上述实验条件下,扫描速度增加,即加热时间减少,故达到熔点以上和固态相变温度的区域也随之减少。
激光处理工艺参数对显微硬度的影响测定了不同的扫描速度和入射功率下对应的铸铁表面的显微硬度,其结果如所示。入射功率对显微硬度的影响,扫描速度对显微硬度的影响。
在扫描速度一定时,随着功率P的增加,其表面硬化层的显微硬度随之增大;入射功率相同时,其扫描速度越小,其表面硬化层显微硬度越高。这是因为,在扫描速度一定时,入射功率越大,金属的过热度越高,石墨熔化得越充分,碳原子扩散能力越强,其液相的碳分布越均匀。在快速冷却条件下形成的凝固组织的成分也相对均匀。从冷却速度对Fe-C平衡相图的影响可知,高的冷却速度使共晶点显著右移。
给出了扫描速度与显微硬度的关系曲线,该曲线表明,在入射功率一定的情况下,随着扫描速度的增加,表面硬化层的显微硬度减少,其原因同上。激光处理前后耐磨性的比较采用失重法对激光处理前后的耐磨性进行了比较实验,试样尺寸为50mm@50mm@3mm,激光处理的工艺参数为光斑直径a2mm,功率P=300W,扫描速度V=12.5mm/s,硬化道数量及分布如所示,摩擦副的配合如所示,其试验结果如所示。
激光处理硬化道数量及分布磨擦副的装配示意图磨损量实验结果g试样状况磨损前磨损后失重未经处理54.997554.87140.1261激光处理57.791657.75790.0323由结果可知,未经激光处理试样的磨损量约是激光处理后的4倍,表明经激光处理后其耐磨性提高了3倍。