激光淬硬层的深度依照零件成分、尺寸与形状以及激光工艺参数的不同，一般在0.3-2.0mm范围之间。对大型齿轮的齿面、大型轴类零件的轴颈进行淬火，表面粗糙度基本不变，不需要后续机械加工就可以满足实际工况的需求。激光热处理是利用高功率密度的激光束对金属进行表面处理的方法，它可以对金属实现相变硬化（或称作表面淬火、表面非晶化、表面重熔淬火）、表面合金化等表面改性处理，产生用其它表面淬火达不到的表面成分、组织、性能的改变。激光淬火在淬火生产中，不需要任何冷却介质。齿轮激光淬火加工

激光淬火的主要特点是采用高能激光束作为高能热源，经过激光发生器产生激光和外光路传输和聚焦，形成能量密度很高的光束，实现金属基材表面的热处理工艺，其工艺性优于常规火焰表面淬火、中高频表面淬火等方法。具体表现在由于激光束具有能量容易控制，经过整形的激光束具有能量密度高、方向性好等特点。它的工艺基本特点包含：硬度高，即激光淬火硬度高于常规淬火硬度，硬化深度可控，热影响区小，变形小， 激光热处理工作距离较大，可进行局部淬火工艺实施，工艺实施灵活、可控性强。齿轮激光淬火加工激光淬火质量的对比。

大型齿轮的激光淬火工艺流程:将大型齿轮装夹到激光加工机床上，清洗齿轮齿面的油污和锈斑；在需要激光加工的齿面及轴颈部分喷涂吸光涂料，再用激光加工程序对齿面（齿顶、齿根等）进行淬火处理。其主要淬火工艺参数：激光淬火后齿面的硬度范围可以控制在HRC35—45之间；淬硬层深度为0.8- 1.2mm；激光功率3.0- 5kw；淬火扫描速度为10–50 mm/s。根据齿轮齿面、齿根和齿顶对材料表面的不同硬度要求，采用数控系统分段分区改变工艺参数，获得相应的激光淬硬层。激光淬火后不用回火处理，齿面的表面粗糙度基本不变。

与常规火焰表面淬火、中高频表面淬火等传统的淬火方式相比，激光淬火具备很多优势。 1） 激光淬火，加热与冷却速度快，工艺周期短，不需要外部淬冷介质，高效清洁无污染； 2）瞬间局部加热，工件变形小，工作环境洁净，处理后不需要其他精加工，且被处理工件尺寸不受热处理设备尺寸的限制； 3）硬度高，激光淬火硬度高于常规淬火硬度，比常规淬火工艺硬度高5-20%。同时，硬化深度可控，可实现大面积激光热处理。 4）热影响区小，变形小，硬化层与基材结合处形成激光束对工件的热影响区，其范围很小，约0.3-1.0 mm。 5）激光热处理工作距离较大，即加工头距离工件表面的距离为100-300 mm，工艺实施方便，可进行局部淬火工艺实施，工艺实施灵活、可控性强。 6）激光淬火高效方便，可与机器人设备结合，减少人工成本。 激光淬火可以解决传统表面淬火难以实现的技术目标。

金属材料外表对激光辐射能量吸收能力取决于外表状态。一般金属材料外表经过机械加工，外表粗糙度很小，其反射率可达80-90%，影响金属材料外表吸收光能的功率。为了进步金属外表对激光的吸收功率，在激光硬化前要进行外表预处理，外表预处理办法许多，包含进步外表粗糙法、喷涂料法、磷化法、氧化法、镀膜法等，其间常用的是喷涂料法和磷化法。喷涂料法中，涂料多种多样，并且还在不断开发出新产品和新配方。在很多的涂料中，有的配方简单，有的杂乱，但都是在激光淬火中进步激光吸收率的效果，大部分吸光率可达80-98%以上，彻底满意激光淬火的要求。喷类涂料的使用办法简单，操作便利，除可采用喷涂办法使用较大规模生产外，还能够手艺刷涂用于零散少量的暂时加工与实验，且无需增加成套设备。激光淬火适用材料广，碳钢、合金钢、轴承钢等中高碳钢，以及铸铁皆可使用。齿轮激光淬火无气泡

激光淬火在机械加工上的应用。齿轮激光淬火加工

在激光淬火中，开发高效的激光吸收涂料，提高激光淬火效率，金属材料对激光的吸收率直接影响激光淬火的效率，在材料表面制备激光吸收涂层来提高激光吸收率的方法是行之有效的方法之一，激光吸收涂料吸收率与被吸收激光的波长、材料的成分、结构等有关。另外，涂料还应有好的环保性能、经济性能、工艺性能，影响因素很多， 随着激光技术的发展，应用大功率的激光，提高扫描速度，或大光斑甚至全淬火区照射的方法，提高生产率将成为现实。齿轮激光淬火加工

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