利用激光表面處理技術(shù)能使低等級材料實現(xiàn)高性能表面改性,達(dá)到零件制造低成本與工作表面高性能的最佳組合,具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。激光硬化依靠材料基體的熱傳導(dǎo)進(jìn)行自冷淬火,無須冷卻介質(zhì)和相關(guān)配套裝置,成本低,且對環(huán)境無污染。激光表面硬化處理后的零件表面硬度比常規(guī)淬火硬度提高15%~20%,硬化層深度通常為0.3~0.5mm,若采用更大功率的激光器,可達(dá)1mm。激光硬化的熱影響區(qū)小,淬火應(yīng)力及變形小,后續(xù)加工余量小,甚至有些工件經(jīng)激光處理后可直接使用。
激光束的能量可連續(xù)調(diào)整,并且沒有慣性,配合數(shù)控系統(tǒng),可以對形狀復(fù)雜的零件和其它常規(guī)方法難以處理的零件進(jìn)行局部硬化處理,也可以在零件的不同部位進(jìn)行不同的激光硬化處理。正因為激光表面處理的上述特點,它特別適用于常規(guī)硬化處理(如滲碳和碳氮共滲淬火、氮化及高中頻感應(yīng)加熱淬火等)所難于實現(xiàn)的某些零件及其局部位置的表面強(qiáng)化處理,因此在矩形鋁方管制造中具有獨特優(yōu)勢:可實現(xiàn)用低檔矩形鋁方管鋼或鑄鐵替代高檔矩形鋁方管鋼;用國產(chǎn)矩形鋁方管鋼替代進(jìn)口矩形鋁方管鋼;可對矩形鋁方管實行增強(qiáng)性修復(fù)(再制造工程),降低矩形鋁方管制造成本。在矩形鋁方管制造中應(yīng)用激光表面硬化技術(shù),可以集設(shè)計、材料選擇、制模、檢驗、修復(fù)等技術(shù)于一體,大幅度縮短設(shè)計制造周期,降低生產(chǎn)成本,變革矩形鋁方管制造方式,最終整合提升整個矩形鋁方管產(chǎn)業(yè)水平。這些優(yōu)點無論在技術(shù)性還是在經(jīng)濟(jì)性及服務(wù)性上,都是現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)所無法比擬的。
例如,SC6350微車縱梁前段厚板材拉延模以往一直是采用Cr12MoV材料制造,由12個鑲塊組合而成,由于鑲塊制造時的淬火變形較大,需要進(jìn)行二次加工,因鑲塊“接縫”的影響,使該矩形鋁方管的加工費用高、周期長,零件易出現(xiàn)“拉燒”的現(xiàn)象,一直無法解決。對矩形鋁方管表面進(jìn)行激光淬火處理,由原Cr12MoV等材料的12個鑲塊改用球墨鑄鐵QT600-2整體鑄造成型,對型面采用激光強(qiáng)化處理,其硬度達(dá)58~62HRC,淬火后矩形鋁方管無變形,只需對表面稍作打磨,即可投入使用。與原制造工藝相比,矩形鋁方管采用激光處理后,材料節(jié)約40%~60%,加工工時和刀具費用降低30%,使用壽命大幅提高。特別值得注意的是,厚板材拉延模使零件“拉燒”的技術(shù)難題,在國際上尚無很好的解決辦法,而采用激光表面強(qiáng)化工藝處理,就有效解決了這個技術(shù)難題,提高了沖壓件的表面質(zhì)量和尺寸精度,達(dá)到厚板材拉延模的使用要求,使得矩形鋁方管設(shè)計上的材料選擇更加廣泛。