Le durcissement au laser est l'un des nouveaux scénarios d'application de la technologie laser. Cette méthode utilise principalement le laser pour chauffer localement et rapidement la surface du matériau afin d'atteindre l'objectif de renforcer la surface du matériau. Il est principalement utilisé sur les matériaux métalliques. La dureté de surface, la résistance à l'usure, la résistance à la corrosion et d'autres propriétés du matériau durci seront améliorées à des degrés divers, et la durée de vie sera également considérablement améliorée.
La base théorique du durcissement laser est la loi d’interaction entre le laser et les matériaux. Il existe trois processus principaux, à savoir la fusion laser et le durcissement par solidification, le durcissement par choc laser et le durcissement en phase laser. La différence entre les trois processus réside principalement dans la différence de puissance laser et de densité d’énergie laser. Et lié au temps d'action du laser.
Le durcissement au laser peut jouer un rôle plus important dans les scénarios suivants :
1. Grandes pièces difficiles à pénétrer dans le four de traitement thermique.
2. Pièces qui nécessitent uniquement un traitement thermique sur des surfaces locales telles que des rainures, des trous et des bords.
3. Pièces difficiles à traiter avec les procédés de traitement thermique conventionnels.
4. Pièces de précision avec des exigences élevées en matière de déformation par traitement thermique.
5. Traitement thermique de la surface des pièces en fonte.
6. Pièces sujettes aux fissures lors des processus de traitement thermique conventionnels.
7. Pièces qui ne répondent pas aux exigences de dureté grâce aux processus de traitement thermique conventionnels.
Avantages du durcissement laser
En tant que méthode d'usinage rapide sans contact, le durcissement au laser ne nécessite pas de support de durcissement externe, ce qui entraîne une faible déformation de la pièce et une vitesse de refroidissement rapide. Comparé aux techniques traditionnelles telles que le durcissement à la flamme et le durcissement par carburation, le durcissement au laser ne nécessite pas de fluide externe tel que l'eau ou l'huile pour le refroidissement. Il utilise un laser haute densité pour un chauffage rapide, ce qui réduit le nombre de processus et accélère la vitesse. D'après les résultats de durcissement, on peut voir que la couche de durcissement au laser est uniforme et que la dureté est 15-20 % supérieure à celle du durcissement conventionnel.
La profondeur et la trajectoire de la couche chauffante de durcissement laser sont simples et contrôlables, faciles à utiliser, capables d'ajuster rapidement les changements de processus, avec une bonne flexibilité et un degré élevé d'automatisation. Dans le même temps, avec le soutien du système de contrôle, la direction du laser peut changer de manière flexible, et face à des rainures de trous intérieurs difficiles à pénétrer ou à des pièces complexes de haute précision, le durcissement au laser peut également bien atteindre l'objectif.
Applications du durcissement laser
Le durcissement de surface au laser est largement utilisé dans des domaines tels que les moules, la fabrication mécanique, le pétrole, l'industrie chimique, l'industrie légère, les outils matériels et les pièces automobiles en raison de ses excellentes performances de traitement thermique. Parmi eux, les alliages métalliques sont les matériaux les plus utilisés dans l'industrie, avec des microstructures complexes qui peuvent être contrôlées par traitement thermique au laser pour modifier leurs propriétés mécaniques, physiques et chimiques et obtenir des performances différentes. Les pièces typiques comprennent des moules, des engrenages, des arbres, des filetages, des rails de guidage, des chemises de cylindre, des produits militaires importants, etc.
Durcissement laser du moule
Trempe laser de la couronne dentée
Trempe laser de chemise de cylindre
