Лазерлік сөндіру технологиясының принципі, сипаттамалары және қолданылуы
Лазерлік сөндіру - материал беттерін фазалық ауысу нүктелерінен тыс қыздыру үшін жоғары энергиялы лазер сәулелерін пайдаланатын озық процесс. Материал табиғи түрде салқындаған кезде, аустенит мартенситке айналады, бұл өнім бетінде ерекше қаттылық пен тозуға төзімділікпен қатайтылған қабат жасайды. Бұл әдіс негізгі материалдың жалпы өнімділігіне нұқсан келтірмей, дайындама беттерінің микроқұрылымы мен қасиеттерін айтарлықтай өзгертеді, бақыланатын термиялық өңдеу арқылы жергілікті беріктікті арттыруға қол жеткізеді.
Лазерлік бетті сөндірудің ерекшеліктеріне мыналар жатады:
Жоғары қуат тығыздығы: лазерлік бетті сөндіру дайындаманың бетін тез қыздыру және аустенит түзу үшін жылу көзі ретінде фокусталған лазер сәулесін пайдаланады.
Жылдам қыздыру және салқындату: Бұл процесс бірнеше секунд ішінде (әдетте 0,01-0,001 секунд) тез қыздыруға қол жеткізеді, бұл дайындаманың деформациясын тиімді түрде азайтады. Бұл таза, тиімді сөндіру әдісі суды немесе майды салқындатқыш агент ретінде пайдалану қажеттілігін жояды. Индукциялық қатайту, жалынмен қатайту және карбюризациялау процестерімен салыстырғанда, лазерлік сөндіру жоғары қаттылыққа ие біркелкі қатайтылған қабатты береді (әдетте индукциялық сөндіруден 1-3HRC жоғары).
Бөлшектердің минималды деформациясы: Жылдам қыздыру және салқындату процесі дайындаманың деформациясын азайтады, қыздыру тереңдігі мен траекториясын дәл басқаруға мүмкіндік береді. Бұл индукциялық беріктендіру кезінде қажет болған жағдайда әртүрлі бөлшектер өлшемдері үшін арнайы индукциялық катушкаларды қажет етпей автоматтандыруға мүмкіндік береді. Сондай-ақ, үлкен компоненттерді карбюризациялау және сөндіру сияқты химиялық термиялық өңдеумен байланысты пеш өлшемдерінің шектеулерін жояды. Демек, лазерлік беріктендіру әртүрлі өнеркәсіптік қолданбаларда индукциялық беріктендіру және химиялық термиялық өңдеу сияқты дәстүрлі әдістерді барған сайын алмастырады. Атап айтқанда, лазерлік беріктендіру өңдеуге дейін және кейін материалдың елеусіз деформациясын тудырады. Шынықтыру температурасы балқу нүктелеріне жақын келетін жоғары температуралы металл бөлшектер үшін индукциялық беттік беріктендіру көбінесе бұрыштарды немесе біркелкі емес аймақтарды зақымдайды, бұл сынықтарға әкеледі. Лазерлік беттік беріктендіру бұл шектеуді толығымен болдырмайды.
Сондықтан, ол жоғары дәлдік талаптары бар бөлшектердің беткі өңдеуіне өте қолайлы. Өңделген дайындаманы тегістеудің қажеті жоқ және оны соңғы өңдеу процесі ретінде пайдалануға болады.
Күрделі пішіндерге жарамды: соқыр тесіктер, ішкі тесіктер, кішкентай ойықтар, жұқа қабырғалы бөлшектер және т.б. сияқты күрделі пішінді компоненттер үшін пайдалануға болады. Күшті әмбебаптығы: Лазердің фокустау тереңдігінің үлкен болуына байланысты, сөндіру кезінде бөлшектердің өлшеміне, өлшемдеріне немесе бетіне қатаң шектеулер жоқ. Керісінше, қолданыстағы орташа-жоғары жиілікті сөндіру әртүрлі бөлшектер үшін арнайы жасалған индукциялық сенсорларды қажет етеді;
Лазермен қатайтылған қабаттардың тереңдігі әдетте материалдың құрамы, сипаттамалары, бетінің сипаттамалары және негізгі өңдеу параметрлері сияқты факторларға байланысты 0,3-2,0 мм диапазонында болады. Ірі беріліс берілістерінің немесе қозғалтқыш білігінің компоненттерінің білік мойындарында сөндіру өңдеулерін жүргізген кезде бетінің кедір-бұдырлығы іс жүзінде өзгеріссіз қалады. Бұл белгілі бір пайдалану талаптарын қанағаттандыру үшін өңдеуден кейінгі өңдеу қажеттілігін жояды.
Лазерлік сөндіру екі сканерлеу әдісін қолданады: дөңгелек немесе тікбұрышты дақтары бар тар жолақты сканерлеу және сызықтық дақтарды пайдалана отырып кең жолақты сканерлеу. Тар жолақты сканерлеудегі қатайтылған аймақтың ені дақ диаметріне жақын, әдетте 5 мм шегінде. Үлкен аумақты қатайту қолданбалары үшін қабаттасатын аймақтар шыңдалған жұмсарту жолақтарын жасайтын жерлерде тізбекті сканерлеу қажет. Бұл жолақтардың ені дақ сипаттамаларына байланысты, біркелкі тікбұрышты дақтары әдетте кішірек жолақтарды шығарады. Жұмсарту жолақтарының жағымсыз әсерлерін азайту үшін кең жолақты сканерлеу технологиясы қолданылады. Бұл әдіс фокусталған дөңгелек дақтарды сызықтық дақтарға айналдырады, сканерлеу енін айтарлықтай кеңейтеді.
Лазерлік сөндіру технологиясын зерттеу, әзірлеу және қолдану қазіргі уақытта өрлеу кезеңінде, дегенмен күрделі пішінді дайындамаларды өңдеудегі қиындықтар сақталуда. Дегенмен, термиялық өңдеудің озық инновациясы ретінде лазерлік сөндіру дәстүрлі беттік сөндіру әдістері қол жеткізе алмайтын техникалық мақсаттарға қол жеткізуге мүмкіндік береді. Атап айтқанда, бұл процесс өндіріс кезінде салқындатқыш ортаға деген қажеттілікті жояды, бұл әлемдік индустрияның «төмен тотығу және экологиялық таза өндіріс» стандарттарына деген міндеттемесіне сәйкес келеді. Бұл әсіресе кескіш құралдың жиектерін, клапанның тығыздағыш беттерін, шағын берілістерді, миниатюралық қалыптарды, автомобиль бөлшектерін, беріліс сақиналарын, станок бағыттаушыларын, қозғалтқыш біліктерін және редуктор біліктерін қоса алғанда, әртүрлі механикалық компоненттерді беттік термиялық өңдеу үшін тиімді болып шықты.