Robot de durcissement laser
Qualité
La trempe laser offre une densité de puissance élevée, un refroidissement rapide et ne nécessite ni eau, ni huile, ni autre fluide de refroidissement. C'est un procédé de trempe propre et rapide. La trempe par induction, la trempe à la flamme, la cémentation et la trempe offrent, par rapport à la trempe laser, une couche durcie avec une dureté élevée (généralement supérieure à 1 à 3 HRC), une faible déformation, une profondeur et une trajectoire de chauffe faciles à contrôler et une automatisation aisée. L'usinage de grandes pièces ne nécessite pas de trempe par cémentation ni de four de traitement thermique chimique. C'est pourquoi, dans de nombreux secteurs industriels, la trempe par induction, le traitement thermique chimique et les autres procédés traditionnels sont progressivement remplacés. La déformation de la pièce avant et après la trempe laser est quasiment négligeable, ce qui la rend particulièrement adaptée au traitement de surface de pièces de haute précision.
La profondeur de la couche durcie au laser est généralement comprise entre 0,3 mm et 2,0 mm, selon la composition, la taille et la forme du composant, ainsi que les paramètres du procédé laser. Lors de la trempe de la surface des dents des grands engrenages et du tourillon des grandes pièces d'arbre, la rugosité de surface reste pratiquement inchangée et peut répondre aux exigences des conditions de travail réelles sans traitement mécanique ultérieur.
La technologie de trempe par fusion laser utilise un faisceau laser pour chauffer la surface du substrat au-dessus de la température de fusion. Grâce au refroidissement par conduction thermique interne du substrat, la surface de la couche de fusion est rapidement refroidie et solidifiée. La microstructure obtenue après trempe est très dense et, en profondeur, elle se décompose en couches de fusion-solidification, de durcissement par changement de phase, de zone affectée thermiquement et de substrat. La couche de fusion laser présente une profondeur de durcissement plus importante, une dureté supérieure et une meilleure résistance à l'usure que la couche de trempe laser. L'inconvénient de cette technique est qu'elle endommage la rugosité de la surface de la pièce, ce qui nécessite généralement une restauration par usinage ultérieur. Afin de réduire la rugosité de la surface des pièces après la fusion laser et de limiter les opérations ultérieures, l'Université des sciences et technologies de Huazhong a développé un revêtement spécial de trempe par fusion laser, capable de réduire considérablement la rugosité de la couche de fusion. La rugosité de surface des rouleaux, des guides et d'autres pièces de divers matériaux dans l'industrie métallurgique traitées par fusion laser est proche du niveau de trempe laser.
Matériaux appliqués
La trempe laser a été appliquée avec succès au renforcement de surface des pièces d'usure dans les industries métallurgique, mécanique et pétrochimique. Elle a notamment permis d'améliorer la durée de vie de ces pièces, telles que les rouleaux, les guides, les engrenages et les arêtes de coupe. Ses effets sont remarquables et ont généré d'importants avantages économiques et sociaux. Ces dernières années, son utilisation s'est généralisée pour le renforcement de surface des matrices, des engrenages et autres pièces.
L'application pratique
La technologie de trempe laser permet de renforcer la surface de divers rails de guidage, engrenages de grande taille, tourillons, parois de cylindres, moules, amortisseurs, roues de friction, rouleaux et autres pièces de roulement. Ce matériau est adapté à l'acier à moyenne et haute teneur en carbone et à la fonte.
Exemple d'application de la trempe laser : le carnet de dessin mobile du cylindre de moteur en fonte renforcé par trempe laser augmente sa dureté de HB230 à HB680 et sa durée de vie augmente de 2 à 3 fois.
Les engrenages sont des pièces largement utilisées dans l'industrie mécanique. Pour améliorer leur capacité portante, il est nécessaire de durcir leur surface. Le traitement de durcissement traditionnel des engrenages pose deux problèmes principaux : les traitements chimiques de surface (carburation et nitruration, trempe superficielle par induction, trempe superficielle par flamme, etc.). La déformation après traitement thermique est importante et la couche durcie est difficile à répartir uniformément le long du profil de la dent, ce qui affecte la durée de vie de l'engrenage.
Caractéristiques
1. Les pièces de trempe ne se déforment pas et le cycle thermique de trempe laser est rapide.
2. Presque aucun dommage à la rugosité de la surface grâce à l'utilisation d'un revêtement fin avec protection anti-oxydation.
3. Contrôle numérique de la trempe laser sans quantification de la fissuration.
4. Trempe à commande numérique pour la trempe locale, en rainure et en rainure.
5. La trempe au laser est propre et ne nécessite pas de milieu de refroidissement tel que l'eau ou l'huile.
6. La dureté de la trempe est supérieure à celle de la méthode conventionnelle, la microstructure de la couche de trempe est fine et la ténacité est bonne.
7. La trempe au laser est un chauffage rapide, une auto-trempe, ne nécessite pas d'isolation du four ni de trempe du liquide de refroidissement, est un processus de traitement thermique respectueux de l'environnement et sans pollution, peut être facilement mis en œuvre pour une trempe uniforme de grande surface de moule.
8. En raison de la vitesse de chauffage laser rapide, de la petite zone affectée par la chaleur et de la trempe par chauffage par balayage de surface, c'est-à-dire de la trempe par chauffage local instantané, la déformation du moule traité est très faible.
9. Étant donné que l'angle de divergence du faisceau laser est très petit et a une bonne directivité, il peut tremper la surface du moule localement grâce au système de guidage de lumière.
La profondeur de la couche de durcissement de surface au laser est généralement de 0,3 à 1,5 mm.
Composition
laser
L'équipement utilisé pour la trempe laser comprend un laser à sortie de fibre semi-conductrice, un laser à fibre, un laser entièrement solide, parmi lesquels le laser à sortie de fibre semi-conductrice est largement utilisé dans le domaine de la trempe.
Le choix du laser doit prendre en compte les aspects suivants :
1. Sortie laser de bonne qualité de faisceau, taux de conversion électro-optique, ouverture numérique de la fibre et stabilité du mode et du mode.
2. Stabilité de la puissance de sortie du laser.
3. Le laser doit avoir une grande fiabilité et être capable de répondre au travail continu dans un environnement de traitement industriel.
4. Le laser lui-même doit avoir de bonnes fonctions d'entretien, de diagnostic des pannes et de liaison ;
5. L'opération est simple et pratique.
6. Capacité économique et technique du fabricant d'équipements, ainsi que son degré de crédibilité. Il faut éviter de dépenser à petit prix.
7. Si la source supplémentaire de pièces d'usure de l'équipement est garantie et si le canal d'approvisionnement est fluide.
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