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半導(dǎo)體激光寬帶淬火中多道搭接問題研究

星之球科技 來源: 武漢武鋼華工激光大型裝2014-06-04 我要評論(0 )   

采用矩形光斑進(jìn)行激光淬火,具有較高的淬火效率和淬火均勻性,通過寬帶矩形光斑進(jìn)行多道搭接激光淬火,是實現(xiàn)大面積激光淬火強化的重要途徑。然而,寬帶多道激光淬火過...

        采用矩形光斑進(jìn)行激光淬火,具有較高的淬火效率和淬火均勻性,通過寬帶矩形光斑進(jìn)行多道搭接激光淬火,是實現(xiàn)大面積激光淬火強化的重要途徑。然而,寬帶多道激光淬火過程中,搭接帶間的軟化問題是困擾其應(yīng)用的關(guān)鍵,本研究對此進(jìn)行了工藝優(yōu)化研究。 

  一、試驗材料及設(shè)備 

  試驗所用材料為42CrMo,采用CT-150半導(dǎo)體激光專用吸光涂料,噴涂在樣品表面,提高其吸光率。激光設(shè)備為3kW機器人半導(dǎo)體激光強化系統(tǒng),聚焦鏡為15mm×2mm的寬帶鏡。 

  利用XJL-03型顯微鏡進(jìn)行熔覆層組織分析,采用HVS-1000A維氏硬度計測定熔覆層的顯微硬度,測量時載荷0.2kg,加載時間為10s,分析淬火帶及搭接帶的硬度分布規(guī)律。 

  二、試驗結(jié)果 

  激光功率選擇2kW,掃描速度選擇8mm s-1,光斑為15mm×2mm,改變搭接量分別為0.5mm、1mm和2mm進(jìn)行試驗。不同搭接量及不同深度處,硬度曲線圖。

圖2 搭接量為1mm、離表面不同距離處的硬度分布圖 

 

圖3搭接量為2mm、離表面不同距離處的硬度分布圖 

  三、結(jié)論 

  搭接0.5mm,1mm,2mm時表面軟化帶寬度分別為0.7mm,1.1mm和1.2mm,軟化帶的硬度差別不大,約為HV400-440,但是搭接0.5mm,1mm時,搭接區(qū)域硬化層底部存在未淬火的三角形區(qū),硬度僅為HV240,三角形面積隨搭接量的減小而增大。因此,最優(yōu)化搭接參數(shù)為搭接量為2mm,即搭接率為13.3%。

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