激光热处理技术及其在汽车制造中的应用.doc

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1、窗体顶端激光热处理在汽车模具生产的应用现状汽车覆盖件模具表面的热处理是汽车模具制造中的关键工序和重要技术,直接关系到模具的工作质量和使用寿命,同时也很大程度上制约了模具制造成本和周期的改善。目前,国内汽车模具表面热处理仍以火焰淬火、感应淬火或整体淬火为主,存在淬火后模具表面变形量大、表面质量差、工艺质量不稳定等问题,加大了淬火后工件处理难度,需要大量的数控加工和钳工修磨,从而大大提高了加工成本,降低了模具质量。激光热处理具有局部淬火精确均匀,淬火后材料变形量小,以及表面质量变化小等优点,已经在材料热处理上得到广泛的推广,但由于汽车模具结构复杂,曲面较多,淬火轨迹多变

2、,目前国内激光淬火过程中的手动采点记录后进行简单编程的方式(即示教模式)不适用汽车模具生产对效率的极大要求,制约了激光热处理在汽车覆盖件模具制造中的推广应用,无论从设备的完善,软件的配套,还是淬火工艺的合理方面,与预期的使用效果相比都存在一定距离。汽车模具制造中的激光热处理技术2014-12-0410:53:07来源：热处理生态圈我要分享评论投稿订阅导读： 激光热处理技术具有局部淬火精确均匀、淬火后材料变形量小、表面质量变化小等优点，已经在材料热处理上得到广泛的推广　　OFweek激光网讯：汽车覆盖件模具表面的热处理是汽车模具制造中的关键工序和重要技术，直接关系到模

3、具的工作质量和使用寿命，同时也很大程度上制约了模具制造成本和周期的改善。目前，国内汽车模具表面热处理仍以火焰淬火、感应淬火或整体淬火为主，存在淬火后模具表面变形量大、表面质量差、工艺质量不稳定等问题，加大了淬火后工件处理难度，需要大量的数控加工和钳工修磨，从而大大提高了加工成本和降低了模具质量。　　激光热处理技术具有局部淬火精确均匀、淬火后材料变形量小、表面质量变化小等优点，已经在材料热处理上得到广泛的推广，但由于汽车模具结构复杂、曲面较多、淬火轨迹多变，目前国内激光淬火过程中的手动采点记录后进行简单编程的方式（即示教模式）不适用汽车模具生产对效率的极大要求，制约了

4、激光技术在汽车覆盖件模具制造中的推广应用，无论从设备的完善、软件的配套还是淬火工艺的合理方面与预期的使用效果相比都存在一定距离。　　根据汽车模具加工特点和所购激光设备现状，开发出一整套适用于汽车模具制造的激光淬火工艺解决方案，经过实践验证不仅大大提高了激光淬火过程的自动化程度和效率，而且有效简化了汽车模具生产流程，即取消了由于火焰淬火后模具变形产生的数控再加工或钳工大量研磨工作，并达到了预期的模具表面质量效果。　　激光淬火工艺路线综述　　本公司所购国内某著名激光设备生产商制造的某型号大型横流激光成套设备，该设备机械部分为五轴联动形式，数控系统为西门子SINUMERI

5、C840D。本公司通过三个方面的结合来完成整个工艺路线方案：　　（1）首先积累模具不同材质、不同表面质量要求、不同结构条件下的激光淬火工艺参数，逐步丰富激光淬火工艺知识库，为快速调用热处理工艺参数做基础。　　（2）进行离线编程软件的开发，实现数控程序的自动化编制，逐步消除现场示教模式的使用，提高淬火过程的程序化加工比例，从而增加激光设备的有效热处理工时。　　（3）将工艺知识库结合入工艺软件，　　离线、简捷的进行大量的淬火设备数控程序的编制和工艺参数设定，现场大量使用数控程序控制淬火参数和过程，减少人为干预，从而大大提高激光设备的有效利用率和淬火的稳定质量。　　建立激

6、光淬火工艺知识库　　（1）工艺参数确定方法重点是根据设备、软件的现实状况，分析其优势和局限性，结合模具工件的特质，对不同模具、不同材质、不同淬火区域制定合理的淬火工艺。合理的淬火工艺包括由激光器决定的积分镜形式的选择（决定光斑类型从而影响淬火层的宽度和淬火的效率）、功率和扫描速度的配合（影响淬火的硬度、深度、均匀性和表面质量）、吸光涂层的种类和厚度（影响工件对激光能量的有效吸收）等，由数控机床决定的加工坐标系的制定（影响淬火位置的精确性）、运动方式（根据淬火区域的陡峭程度、运动轨迹拐角变化程度、是否封闭路径等确定是使用五轴联动还是固定某个转轴角度）、程序结束后的收光

7、动作等。现场进行大量的激光淬火工艺的试验，对模具不同材质、尺寸、淬火层要求条件下试验得到最佳工艺参数匹配，稳定达到汽车模具表面55～60HRC的硬度要求。（2）质量检测利用atos、三坐标测量机、光学照相测量系统确定激光淬火后模具表面和底面的变形量；使用便携式超声波电子材料硬度计进行模具表面淬火层的硬度测量；表面质量可使用肉眼观察表面是否粗糙、是否产生融化现象、是否出现微裂纹等；淬火层的厚度、显微组织、耐磨性则通过实验室对淬火后的材料切片进行显微观察和性能试验。　　（3）实例按照以上分析方法和试验手段，进行一组工艺参数配合的试验，得出最佳参考值，见附表（样件材质