激光表面硬化技术在模具制造中的应用

激光表面处理技术的使用可使低品位材料实现高性能的表面改性，实现低成本零件制造和高性能工作表面的结合，并具有可观的经济和社会效益。激光淬火依靠材料基体的热传导进行自冷和淬火，不需要冷却介质和相关的支撑设备，成本低廉，对环境没有污染。与常规淬火相比，激光表面硬化后零件的表面硬度提高了20％至20％。硬化层的深度通常为0.3至0.5mm。如果使用更强大的激光，则可以达到1mm。激光淬火的热影响区小，淬火应力和变形小，后续加工余量小，甚至有些工件在激光处理后可以直接使用。激光束的能量可以连续调节，并且没有惯性。借助CNC系统，可以对形状复杂的零件和其他常规方法难以处理的零件进行局部硬化，并且可以对零件的不同零件进行不同的激光硬化。由于激光表面处理的上述特性，它特别适用于某些零件的表面及其局部区域，这些区域及其局部区域是常规硬化处理（例如渗碳和碳氮共渗淬火，氮化和高中频感应加热）难以达到的因此，强化处理在模具制造中具有独特的优势：可以用低级模具钢或铸铁代替高级模具钢，并用国产模具钢进口模具钢，并可以携带加强模具维修（再制造工程）以降低模具制造成本。激光表面硬化技术在模具制造中的应用可以整合设计，材料选择，模具制造，检验，维修等技术，大大缩短设计和制造周期，降低生产成本，改变模具制造方法，并最终整合和增强整个模具行业水平。这些优势在技术性，经济性和可维护性方面是现有传统技术无法比拟的。例如，SC6350微型汽车纵梁前厚板拉丝模始终由Cr12MoV材料制成，并且由12个刀片组成。由于刀片制造过程中的大淬火变形，因此需要二次加工。 “接缝的影响​​使模具的加工成本和周期长，且零件容易“拉拔和烧焦”现象无法解决。模具表面经过激光淬火，原始的Cr12MoV和其他材料的12个嵌件被更改为球墨铸铁QT600-2，以便进行整体铸造。模具表面经过激光强化处理，其硬度达到58-62HRC。淬火后，模具没有变形。只需在使用前对其表面进行略微抛光即可。与原始制造工艺相比，通过激光对模具进行加工后，材料节省了40％到60％，加工时间和工具成本减少了30％，使用寿命大大提高。特别值得一提的是，在世界范围内，对由厚板拉伸模制成的拉伸和燃烧零件的技术问题没有很好的解决方案。激光表面强化工艺的使用有效地解决了这一技术难题，提高了冲压件的表面质量和尺寸精度，满足了厚板拉丝模的要求，使模具设计的材料选择更加广泛。另一个例子是，用灰色的汽车铸件HT300覆盖冲压件，硬度只有28〜32HRC。使用模具时，仅需修理数十件甚至几件工件，就严重影响了加工进度，增加了劳动强度。通过激光淬火和强化模具表面后，硬度可以达到58HRC或更高，大大提高了模具的使用寿命。实验表明，在连续进行5,000次打孔之后，它仍然可以继续进行冲压而不会“变硬”。