激光技術的優(yōu)勢--突破性的高強度鋼加工技術
2013-08-15
新型鋼材的使用并非一帆風順，沒有任何障礙。為了獲得高強度或超高強度性能，通常在成型期間對汽車零部件進行壓力硬化處理。奧地利格拉茨理工大學的模具與成型研究所進行的“Cool Tool”項目正是進行了這方面的研究。這套方案包含了一套對壓力硬化過程進行低溫回火的模具加工系統(tǒng)，這個系統(tǒng)利用經(jīng)過改進的技術，可以更加經(jīng)濟地對硼化合金鋼進行壓力硬化處理。冷卻通道的幾何形狀就像網(wǎng)絡一樣布滿于模具內(nèi)部，從而優(yōu)化了冷卻與加熱能力，縮短了加工周期。
模具通常采用球墨鑄鐵材料制成，其成本很低，而且便于進行二次加工，但是存在表面強度低、耐磨性差等問題，所以有必要在承受高載荷區(qū)域覆上一層高硬度材料，激光粉末堆焊就可完成這個操作。事實證明，激光粉末堆焊是一種很好的完成此種工藝的方法。通快激光系統(tǒng)公司也進行了此種工藝的研究，并且開發(fā)出了金屬粉末直接沉積設備(Direct Metal Deposition，DMD)。
在這種工藝中，金屬粉末以與激光光束同軸的方向被送入工件表面激光熔池中，而不必對工件進行預熱。金屬粉末與基體材料一起形成了高強度的耐磨冶金混合物。與傳統(tǒng)的燒結方法相比，激光粉末沉積有著無可比擬的優(yōu)勢：熱輸入量小，硬度增加而且表面裂紋減少；涂層內(nèi)部硬度有限分布，摩擦系數(shù)好；基體材料變形微乎其微，殘余應力在成型中不會導致裂紋。而且激光粉末沉積完全可以用于自動化生產(chǎn)。
三維激光切割——無可替代的方法
切邊是對高強度鋼的另一項挑戰(zhàn)。三維激光器切割適用于成型鈑金件的切邊，特別是對于強度高達1500 MPa的鋼板，因為沒有其他的加工方法可以替代。在這種情況下，用戶就沒有必要對昂貴的沖壓設備和剪裁設備進行投資。因為在加工這些高硬度的材料時，傳統(tǒng)設備的沖模或者刀具的使用壽命會大大縮短，而激光切割就不必考慮這些問題，還具有安裝時間短、可靈活更換產(chǎn)品或樣品生產(chǎn)等優(yōu)點。
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