激光入射功率對硬化層深度的影響在光斑直徑為a2mm,掃描速度為12.5mm/s的條件下測定了不同的激光入射功率對應(yīng)的熔化層深度和硬化層總深度,其結(jié)果見和。改變?nèi)肷涔β蕰r(shí)熔凝硬化層和總硬化層深度的測試結(jié)果入射功率硬化層深度隨激光功率變化曲線從及可以看出,在光斑直徑和掃描速度不變的情況下,熔凝硬化層厚度和總硬化層厚度隨著功率P增加而增加。這是因?yàn)?,入射功率越大,即單位時(shí)間、單位面積上注入的能量越大,在相同的掃描速度下(即相同的加熱時(shí)間內(nèi)),其熔化區(qū)和固態(tài)相變區(qū)必然隨之?dāng)U大。
掃描速度對熔凝硬化層和總硬化層厚度的影響在光斑直徑為2mm,入射功率P為300W的條件下,測定了不同的掃描速度對應(yīng)的熔凝區(qū)厚度和總硬化區(qū)厚度,其結(jié)果和。當(dāng)光斑直徑和入射功率不變時(shí),熔凝層厚度和總硬化層厚度隨掃描速度增加而下降,顯然,這是由于在上述實(shí)驗(yàn)條件下,掃描速度增加,即加熱時(shí)間減少,故達(dá)到熔點(diǎn)以上和固態(tài)相變溫度的區(qū)域也隨之減少。
激光處理工藝參數(shù)對顯微硬度的影響測定了不同的掃描速度和入射功率下對應(yīng)的鑄鐵表面的顯微硬度,其結(jié)果如所示。入射功率對顯微硬度的影響,掃描速度對顯微硬度的影響。
在掃描速度一定時(shí),隨著功率P的增加,其表面硬化層的顯微硬度隨之增大;入射功率相同時(shí),其掃描速度越小,其表面硬化層顯微硬度越高。這是因?yàn)?,在掃描速度一定時(shí),入射功率越大,金屬的過熱度越高,石墨熔化得越充分,碳原子擴(kuò)散能力越強(qiáng),其液相的碳分布越均勻。在快速冷卻條件下形成的凝固組織的成分也相對均勻。從冷卻速度對Fe-C平衡相圖的影響可知,高的冷卻速度使共晶點(diǎn)顯著右移。
給出了掃描速度與顯微硬度的關(guān)系曲線,該曲線表明,在入射功率一定的情況下,隨著掃描速度的增加,表面硬化層的顯微硬度減少,其原因同上。激光處理前后耐磨性的比較采用失重法對激光處理前后的耐磨性進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn),試樣尺寸為50mm@50mm@3mm,激光處理的工藝參數(shù)為光斑直徑a2mm,功率P=300W,掃描速度V=12.5mm/s,硬化道數(shù)量及分布如所示,摩擦副的配合如所示,其試驗(yàn)結(jié)果如所示。
激光處理硬化道數(shù)量及分布磨擦副的裝配示意圖磨損量實(shí)驗(yàn)結(jié)果g試樣狀況磨損前磨損后失重未經(jīng)處理54.997554.87140.1261激光處理57.791657.75790.0323由結(jié)果可知,未經(jīng)激光處理試樣的磨損量約是激光處理后的4倍,表明經(jīng)激光處理后其耐磨性提高了3倍。