ما هو تصلب السطح بالليزر؟
يستخدم تصلب السطح بالليزر الليزر لتسخين المادة فوق نقطة انتقال الطور، مما يؤدي إلى تحويل الأوستينيت إلى مارتنسيت وتعزيز المادة السطحية.
مزايا تصلب السطح بالليزر
تتميز عملية التقسية بالليزر بكثافة طاقة عالية، وسرعة تبريد عالية، ولا تتطلب وسائط تبريد مثل الماء أو الزيت. إنها عملية تصلب نظيفة وسريعة. بالمقارنة مع عمليات التصلب بالحث، والتصلب باللهب، والتصلب بالكربنة، فإن التصلب بالليزر له طبقة تصلب موحدة، وصلابة عالية (عمومًا 1-3 HRC أعلى من التسقية بالحث)، وتشوه صغير في قطع العمل، وسهولة التحكم في عمق طبقة التسخين ومسار التسخين. والأتمتة السهلة. لا يتطلب الأمر تصميم ملفات الحث المقابلة وفقًا لأحجام الأجزاء المختلفة مثل التصلب بالحث، كما أن معالجة الأجزاء الكبيرة لا تحتاج إلى أن تكون محدودة بحجم الفرن أثناء المعالجة الحرارية الكيميائية مثل التصلب بالكربنة. ولذلك، يتم تدريجيا استبدال العمليات التقليدية مثل تصلب الحث والمعالجة الحرارية الكيميائية في العديد من المجالات الصناعية. ومما له أهمية خاصة أن تشوه قطعة العمل قبل وبعد تصلبها بالليزر يمكن أن يكون ضئيلًا تقريبًا، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للمعالجة السطحية للأجزاء عالية الدقة.
بالمقارنة مع تقنيات المعالجة الحرارية السطحية الأخرى مثل التصلب عالي التردد، والكربنة، والنيترة، وما إلى ذلك، فإن تصلب السطح بالليزر له مزايا فريدة:
1. يمكن التحكم في عملية التصلب: يمكن استيرادها إلى مسار التصلب من خلال النمذجة الرياضية، ويمكن التحكم بدقة في درجة حرارة التصلب وجودته بطريقة حلقة مغلقة. يمكن تطبيق التقسية بالليزر على قطع العمل المنحنية الكبيرة والمعقدة، مثل القوالب، والأعمدة، والثقوب الداخلية لقطع العمل.
2. معالجة الاختيار المحلي: التحكم الدقيق في موضع ومساحة وصلابة وتوحيد قوة الطبقة المتصلبة.
3. أداء سطحي ممتاز: البنية المجهرية الصلبة هي عبارة عن حبيبات مارتينسيتية دقيقة للغاية، وكثافة خلع عالية، ومقاومة تآكل سطحية محسنة بشكل كبير ومقاومة الالتصاق.
4. المنطقة الصغيرة المتأثرة بالحرارة: تصلب السطح بالليزر ساخن للغاية ويتم تبريده بسرعة، مما يكمل عملية التصلب في وقت قصير جدًا، مع انخفاض ضغط التصلب والتشوه.
5. صلابة عالية: صلابة الطبقة المتصلبة أعلى من صلابة الطبقة التقليدية، وتضاعف مقاومة التآكل.
تطبيقات تصلب الأسطح بالليزر
لقد تم تطبيق التقسية بالليزر بنجاح على تقوية سطح الأجزاء الضعيفة في الصناعات المعدنية والميكانيكية والبتروكيماوية، وخاصة في تحسين عمر خدمة الأجزاء الضعيفة مثل الأسطوانات والأدلة والتروس وحواف القطع. وكان التأثير كبيرا، وتم تحقيق فوائد اقتصادية واجتماعية كبيرة. في السنوات الأخيرة، تم أيضًا تطبيق تقوية الأسطح للمكونات مثل القوالب والتروس بشكل متزايد.
التروس هي مكونات تستخدم على نطاق واسع في صناعة التصنيع الميكانيكية. من أجل تحسين قدرة تحمل التروس، يلزم معالجة تصلب السطح. ومع ذلك، فإن عمليات تصلب التروس التقليدية، مثل المعالجة الكيميائية السطحية مثل الكربنة والنيترة، وتصلب السطح بالحث وتصلب السطح باللهب، تواجه مشكلتين رئيسيتين: التشوه الكبير بعد المعالجة الحرارية وصعوبة الحصول على طبقة تصلب موزعة بشكل موحد على طول شكل السن. مما يؤثر على عمر خدمة التروس.
تصلب القوالب بالليزر
تصلب التروس الحلقية بالليزر
تصلب بطانة الاسطوانة بالليزر