為提高螺絲刀頭刃口硬度與耐磨性,延長其使用壽命,在已做激光淬火薄壁件預(yù)試驗基礎(chǔ)上,采用大功率光纖耦合半導(dǎo)體激光器于螺絲刀刃口上進行激光淬火試驗。利用光學(xué)顯微鏡、顯微硬度計、摩擦磨損試驗儀等試驗測試儀器,分析刃口激光淬火區(qū)域組織形態(tài)特征、顯微硬度及耐磨損性能,確定螺絲刀刃口激光淬火可行的工藝參數(shù)。試驗結(jié)果表明:激光淬火后刃口由完全淬透區(qū)、過渡區(qū)、基材3部分組成,完全淬透區(qū)顯微組織為針狀馬氏體與殘留奧氏體,過渡區(qū)由馬氏體與回火索氏體組成。刃口激光淬火合理工藝參數(shù)為激光功率600 W、掃描速度900 mm/min。激光淬火后刃口截面平均硬度為805.7 HV0.3,相對淬火前提高了177.4 HV0.3,表層硬度值達到816.7 HV0.3,相對淬火前提高了188.4 HV0.3。淬火后刃口表面磨損量為0.5 mg,為基材磨損量的27.8%,穩(wěn)定摩擦因數(shù)為0.25,為基材穩(wěn)定摩擦因數(shù)的65.8%。激光淬火工藝能有效提高螺絲刀刃口的顯微硬度與耐磨性,可用于螺絲刀刃口表面性能強化。

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【部分圖文】：

圖1激光淬火部位與方向示意圖

激光淬火裝置由數(shù)控加工中心LDM8060、大功率半導(dǎo)體光纖耦合激光器、水冷機系統(tǒng)組成，其中激光器光斑直徑為?3mm。試驗采用單因素變量法，由前期薄壁件準備試驗選定工藝參數(shù)范圍，此次選用L9(34)正交試驗工藝參數(shù)來優(yōu)化螺絲刀刃口激光淬火工藝，其中因素A為激光功率，取600、70....

圖2各試樣激光淬火后的宏觀形貌

為分析多因素對激光淬火后刃口性能的影響，現(xiàn)引入激光線能量作為綜合考察指標，其表達式為:W=P/v，式中W為激光線能量(J),P為激光功率(W),v為掃描速度(mm/s)[11]。激光淬火工藝參數(shù)如表2所示，激光淬火后試樣宏觀形貌如圖2所示。由表2可知，當掃描速度不變時，增加激光功....

圖3試樣2的完全淬透硬化區(qū)(a)和過渡區(qū)(b)的顯微組織

經(jīng)光學(xué)顯微鏡(OM)觀測各試樣淬火區(qū)域均為完全淬透，圖3為試樣2顯微組織特征圖，由于刃口厚度只有1mm，激光淬火時激光輸入能量將整個螺絲刀刃口淬透，因此整個刃口前端均為相變硬化層，如圖3(a)所示，該區(qū)域直接受激光輻射，區(qū)域溫度迅速上升與降低，過熱度和過冷度最大，在非平衡狀態(tài)下....

圖4不同功率激光淬火后試樣的硬度分布梯度

為保證螺絲刀刃口硬度，因此激光淬火后其表面硬度應(yīng)不低于60HRC，且截面硬度值波動不宜過大。對本次正交試驗各試樣淬火區(qū)域顯微硬度進行測量，由圖4可知，螺絲刀刃口基材顯微硬度平均為628.3HV0.3(56.7HRC)，試樣1、3、4、5、8、9淬火表層硬度值均較低，隨后硬度....

本文編號：3980120