中国兵器科学研究院的技术人员采用YLS-3000型光纤激光器对42CrMo钢进行表面熔凝淬火处理;淬火后在试样中部用线切割机沿垂直于扫描方向截取试样进行检测;淬硬层显微组织在ZEISSImager.A2m金相显微镜和日立S-3400扫描电镜上进行观察;硬度在国产小负荷维氏硬度计上测量,淬硬层深度采用维氏硬度法配合金相图片确定。
试验用钢为42CrMo结构钢,将其加工成20mm×20mm×10mm试样;试样基体硬度为310HV,材料表面粗糙度为3.0,淬火前用丙酮清洗试样,试样合金成分的质量分数为:0.54C,1.32Cr,0.39Mo,0.45Si,0.78Mn,Fe余量。
试验结果表明:
激光熔凝淬火淬硬层深度随激光功率的增大和扫描速度的降低而增大,随激光功率的减小和扫描速度的增加而减小,其中激光功率对淬硬层深度的影响较大。
激光功率1500W,扫描速度200mm/min进行激光熔凝淬火,表面外观质量较好,表层熔化区深约0.3mm,其硬度比内侧稍低,淬硬层平均硬度约为660HV,平均深度约为2mm。由此可见,激光熔凝淬火比常规淬火的硬度约提高10%,对比发现最大硬度值在离表面0.3mm附近,且随着扫描速度的提高,硬度有所增加,增加范围在6%左右。
熔凝淬火熔化区域中心会出现0.1~0.2mm的膨胀变形,边缘出现0.1mm左右的收缩变形,进行熔凝淬火时需预留0.2mm的加工余量。
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