激光入射功率對硬化層深度的影響在光斑直徑為a2mm,掃描速度為12.5mm/s的條件下測定了不同的激光入射功率對應的熔化層深度和硬化層總深度,其結果見和。改變入射功率時熔凝硬化層和總硬化層深度的測試結果入射功率硬化層深度隨激光功率變化曲線從及可以看出,在光斑直徑和掃描速度不變的情況下,熔凝硬化層厚度和總硬化層厚度隨著功率P增加而增加。這是因為,入射功率越大,即單位時間、單位面積上注入的能量越大,在相同的掃描速度下(即相同的加熱時間內),其熔化區(qū)和固態(tài)相變區(qū)必然隨之擴大。
掃描速度對熔凝硬化層和總硬化層厚度的影響在光斑直徑為2mm,入射功率P為300W的條件下,測定了不同的掃描速度對應的熔凝區(qū)厚度和總硬化區(qū)厚度,其結果和。當光斑直徑和入射功率不變時,熔凝層厚度和總硬化層厚度隨掃描速度增加而下降,顯然,這是由于在上述實驗條件下,掃描速度增加,即加熱時間減少,故達到熔點以上和固態(tài)相變溫度的區(qū)域也隨之減少。
激光處理工藝參數(shù)對顯微硬度的影響測定了不同的掃描速度和入射功率下對應的鑄鐵表面的顯微硬度,其結果如所示。入射功率對顯微硬度的影響,掃描速度對顯微硬度的影響。
在掃描速度一定時,隨著功率P的增加,其表面硬化層的顯微硬度隨之增大;入射功率相同時,其掃描速度越小,其表面硬化層顯微硬度越高。這是因為,在掃描速度一定時,入射功率越大,金屬的過熱度越高,石墨熔化得越充分,碳原子擴散能力越強,其液相的碳分布越均勻。在快速冷卻條件下形成的凝固組織的成分也相對均勻。從冷卻速度對Fe-C平衡相圖的影響可知,高的冷卻速度使共晶點顯著右移。
給出了掃描速度與顯微硬度的關系曲線,在入射功率一定的情況下,隨著掃描速度的增加,表面硬化層的顯微硬度減少,其原因同上。激光處理前后耐磨性的比較采用失重法對激光處理前后的耐磨性進行了比較實驗,試樣尺寸為50mm@50mm@3mm,激光處理的工藝參數(shù)為光斑直徑a2mm,功率P=300W,掃描速度V=12.5mm/s,硬化道數(shù)量及分布如所示,摩擦副的配合如所示,其試驗結果如所示。
激光處理硬化道數(shù)量及分布磨擦副的裝配示意圖磨損量實驗結果g試樣狀況磨損前磨損后失重未經處理54.997554.87140.1261激光處理57.791657.75790.0323由結果可知,未經激光處理試樣的磨損量約是激光處理后的4倍,表明經激光處理后其耐磨性提高了3倍。