激光強化技術在民用刀具制造的應用
發(fā)布日期:2012-08-29 蘭生客服中心 瀏覽:2599
民用刀具量大面廣,有:廚刀、剪刀、剃須刀、粉碎刀等,目前刀具失效原因主要在刀刃,如刃口磨損、崩刃、腐蝕等,為了達到經久耐用的目的,一般制造工藝方法是:1)采用整體高性能合金材料,如高速鋼等2)采用復合鋼,如復合鋼板刀剪等3)刃口鑲焊硬質合金材料,如硬質合金、陶瓷、高速鋼等。前兩種方法原材料要求較高,制造成本較高;而后者由于鑲焊往往為材料硬脆性材料,給制造工藝帶來困難,如硬質合金與基體的鑲焊強度、硬質合金鑲焊長度有限等,使用壽命受到影響。
激光堆焊是繼激光熔覆技術上發(fā)展起來的一項新的激光加工技術,借鑒傳統(tǒng)的堆焊技術優(yōu)點,用大功率激光為加熱源,對同步送入的合金焊絲與基體表層同時快速熔化,得到和基體完全冶金結合的并具有特殊性能(耐磨、耐蝕、耐熱等)的表層,形成復合層,用于制造雙金屬刀具。而激光合金化則是在基體的表面熔融層內加入合金元素,從而形成以基材為基礎的新的合金層,達到表面改性,刃口強韌化的目的。
綜合上述技術的優(yōu)點,把這一技術應用于刀具材料表面強化處理,則是提高刀具耐磨性及其使用壽命的重要途徑之一,尤其對于陶瓷、硬質合金刀具這種高硬度、耐熱性好等優(yōu)點,有利于提高加工效率和加工精度,并能對難加工材料如淬火鋼在不利的加工條件下進行切削加工。由于它們強度相對較低,韌性和可$&*性較差,嚴重地限制了它們的應用范圍,因此把激光表面強化技術應用于陶瓷、硬質合金刀具具有深刻的研究意義和廣闊的應用前景。
目前,國內外提高刀具抗磨損的方法主要分為兩類:一種是常規(guī)的表面處理法,如采用非常規(guī)的表面淬火方法、激光熔覆的方法(覆層的合金粉多為Ni、Co基自熔合金或添加粗顆粒的碳化鎢或者采用激光厚層熔覆,這類方法比較適用于磨粒磨損很高的工況,例如,礦山、石油、農機等采掘工具)等,其存在的缺點就是易產生裂紋等缺陷。另一種是最近發(fā)展起來的涂層刀具,此類方法的缺點就是沉積涂層較薄。這兩種方法都有其不同程度的缺點。前者是通過材料本身發(fā)生的顯微組織轉變來提高硬度及耐磨性,因而只對碳鋼有效,而對硬質合金、高速鋼材料的刀具材料而言則效果不明顯,采用后者不僅涂層較薄,涂層沉積時間較長,而且實際使用中常常發(fā)生剝落現象。
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