高强度钢的激光技术处理

高强度钢在汽车工业中得到越来越广泛的应用,这使得汽车的制造成本进一步降低。其原因在于,高强度钢的使用降低了汽车装配环节中的零部件的数量,因此降低了生产成本,减轻了整车重量,终使得汽车的燃油消耗得以降低。

激光堆焊应用——表面耐磨处理

新型钢材的使用并非一帆风顺,没有任何障碍。为了获得高强度或超高强度性能,通常在成型期间对汽车零部件进行压力硬化处理。奥地利格拉茨理工大学的模具与成型研究所进行的“CoolTool”项目正是进行了这方面的研究。这套方案包含了一套对压力硬化过程进行低温回火的模具加工系统,这个系统利用经过改进的技术,可以更加经济地对硼化合金钢进行压力硬化处理。冷却通道的几何形状就像网络一样布满于模具内部,从而优化了冷却与加热能力,缩短了加工周期。

模具通常采用球墨铸铁材料制成,其成本很低,而且便于进行二次加工,但是存在表面强度低、耐磨性差等问题,所以有必要在承受高载荷区域覆上一层高硬度材料,激光粉末堆焊就可完成这个操作。事实证明,激光粉末堆焊是一种很好的完成此种工艺的方法。通快激光系统公司也进行了此种工艺的研究,并且开发出了金属粉末直接沉积设备(DirectMetalDeposition,DMD)。

在这种工艺中,金属粉末以与激光光束同轴的方向被送入工件表面激光熔池中,而不必对工件进行预热。金属粉末与基体材料一起形成了高强度的耐磨冶金混合物。与传统的烧结方法相比,激光粉末沉积有着无可比拟的优势:热输入量小,硬度增加而且表面裂纹减少；涂层内部硬度有限分布,摩擦系数好；基体材料变形微乎其微,残余应力在成型中不会导致裂纹。而且激光粉末沉积完全可以用于自动化生产。