Développement d'une technologie de renforcement de surface au laser pour le moulage d'engrenages

La technologie de renforcement de surface au laser du moule à engrenages fait référence à la technologie consistant à utiliser un faisceau laser à haute densité d'énergie et un matériau de revêtement ou de revêtement pour traiter la surface de l'engrenage ou du moule, modifier la structure ou la composition de la surface et réaliser le renforcement de la transformation de surface ou la réparation améliorée dans l'environnement de commande numérique. Lorsque les surfaces du moule sont déjà usées en dessous des tolérances, reconstruction des surfaces usées du moule d'engrenageavec revêtement laser restaure la géométrie d'origine avant la passe de renforcement.

Pour un aperçu plus large de la technologie, voirtechnologie de durcissement au laser.

Le-renforcement par transformation laser consiste à utiliser le faisceau laser pour scanner la pièce afin que la surface de la pièce s'élève rapidement au-dessus du point critique d'AC3. Lorsque la couche chauffante s'éloigne du point, en raison de la conduction thermique de la matrice de la pièce, la température entre Shun entre dans la zone martensite ou bainite, et la transformation martensite ou bainite se produit, complétant le processus de renforcement de transformation.

Le processus de renforcement par transformation de phase présente les avantages d’une bonne qualité de surface. Selon différents matériaux, capacité thermique de la pièce et paramètres de traitement laser, la dureté et la profondeur de la couche de renforcement peuvent être contrôlées. Dans le processus de traitement thermique traditionnel, les facteurs techniques qui affectent l'effet de renforcement ont beaucoup changé dans le rôle du renforcement par transformation de phase laser.

1. Renforcement de la dispersion et de la distorsion

Lorsque l'irradiation laser est arrêtée, une transformation martensitique se produit à la surface du métal. Les grains d'austénite formés dans cet environnement de processus, que ce soit dans la couche superficielle ou dans la couche interne, n'ont aucune chance de se développer. Les grains d'austénite dispersés forment la phase martensite ou bainite dispersée, ce qui confère à la structure un effet de renforcement du réseau et de renforcement de la dispersion. De plus, le réseau martensitique formé dans les conditions de trempe présente une densité de défauts plus élevée que celle d’une trempe conventionnelle. Dans le même temps, l'austénite retenue présente également une densité de dislocation très élevée, ce qui confère aux matériaux métalliques un effet de renforcement de la distorsion et améliore considérablement la résistance.

2. Oxydation-Trempe gratuite

Dans le traitement thermique traditionnel, s'il n'y a aucune mesure de protection dans le processus de chauffage, une oxydation et une décarburation se produiront, ce qui réduira la dureté, la résistance à l'usure, les performances de service et la durée de vie de la pièce.

Le revêtement absorbant utilisé pour le renforcement par transformation de phase laser a la propriété de protéger la surface de la pièce de l'oxydation.

3. Mécanisme de résistance à la fatigue

L’une des raisons qui affectent la résistance à la fatigue des matériaux métalliques est le temps d’amorçage des fissures de fatigue. L'usure et la fatigue se favorisent mutuellement dans le processus de dommages matériels. Les marques de rainure d'usure peuvent être le point d'initiation d'une fissure de fatigue et accélérer l'initiation d'une fissure de fatigue. Après l'apparition d'une fissure de fatigue à la surface du matériau, la rugosité de la surface sera sérieusement détériorée et l'usure sera également intensifiée.

La couche renforcée au laser présente une forte résistance à la déformation plastique et à l’usure de l’adhésif.

4. Couche de travail à-force égale

La direction de refroidissement du traitement thermique conventionnel va de la surface vers l'intérieur, la vitesse de refroidissement de la surface est la plus rapide et la vitesse de refroidissement diminue progressivement de la surface vers l'intérieur, de sorte que la distribution du gradient de la valeur de dureté diminue de la surface vers l'intérieur.

Bien que la direction de chauffage du renforcement par transformation laser soit la même, la température de surface est plus élevée et le temps de guérison est relativement plus long, jusqu'à 0,2-0,25 s, tandis que l'austénitisation de la couche interne est terminée entre Shun et Shun, ce qui confère à l'austénite de surface une concentration de carbone plus élevée et un effet de renforcement de solution solide plus fort. La direction de refroidissement de la trempe laser est opposée à celle du traitement thermique conventionnel, qui s'effectue de l'intérieur vers l'extérieur. Bien que la température de la couche interne soit basse, la vitesse de refroidissement est la plus rapide. Bien que la température de la couche externe soit élevée, elle présente l'avantage de renforcer la solution, mais la vitesse de refroidissement est la plus lente. Bien que la concentration en carbone de la couche interne soit légèrement faible, le renforcement de la distorsion et le renforcement de la dispersion sont plus forts. De cette manière, la répartition des valeurs de dureté dans la couche durcie reste pratiquement inchangée.

La solide couche de travail des pièces renforcées au laser peut éviter le phénomène selon lequel une fois la surface des pièces traitées thermiquement-conventionnelles usée, le taux d'usure s'accélère.

1. Sélection des matériaux

L'équipement laser doit être fabriqué en acier à moyenne teneur en carbone au lieu d'acier à faible teneur en carbone.

Si de l'acier à faible teneur en carbone est utilisé, il n'y aura aucune garantie de résistance pour la base de l'engrenage et la résistance à la fatigue en flexion sera réduite.

2. État d'origine

Le meilleur état d’origine de l’équipement laser est l’état de trempe et de revenu. L'opération spécifique peut être combinée avec un traitement thermique de détente après le forgeage de l'ébauche d'engrenage. Il s'agit d'un moyen peu coûteux-d'obtenir l'état de trempe et de revenu souhaité de l'engrenage laser en normalisant le stock de forgeage et le revenu à haute-température.

3. Mode de numérisation

Le mode de balayage de l'équipement laser comprend principalement un balayage continu circonférentiel et un balayage axial divisé.

4. Technologie de prétraitement

L'agent de prétraitement approprié est l'une des clés pour garantir le traitement de renforcement laser des engrenages, et cela a toujours été un problème difficile dans le traitement laser. L'agent de prétraitement et le processus de traitement raisonnables peuvent empêcher la fissure de trempe sur la surface de l'engrenage, réduire la sensibilité à la combustion de la surface, garantir la précision de la surface de la dent après le traitement au laser et augmenter l'épaisseur de la couche durcie.

5. Contrôle du chevauchement et de la défocalisation

En raison des exigences des conditions de travail des engrenages, la couche de durcissement superficiel de l'engrenage doit être raisonnablement répartie avec le profil de la dent, et la forme de l'engrenage est spéciale. De plus, la surface circulaire du pas d'engrenage ne peut pas être recouverte par une courroie de trempe, un système spécial de focalisation à large bande-est donc nécessaire.

De plus, étant donné que le faisceau laser ne peut pas assurer le même degré de défocalisation dans différentes parties de la surface dentaire, la clé pour garantir une répartition raisonnable de la dureté de la surface dentaire est de choisir le point focal.

6. Performances des équipements

Les performances des équipements laser se présentent principalement sous trois aspects : les performances en fatigue ; s'il n'y a pas de dent cassée dans l'engrenage laser et dans l'engrenage trempé et revenu, il est prouvé qu'il présente une résistance élevée à la fatigue en flexion ; résistance à l'usure; performances des services.

Pour un système de trempe d'engrenages automatisé, découvrez le King's Laser RS-LQM-R3000.Machine de trempe laser à fibre 3000W.