Лазерная закалка и упрочнение поверхности

Лазерной закалкой упрочняем рабочие зоны штамповой оснастки, пресс-форм, инструмента и ответственных деталей: закаливается только нужный участок, остальная деталь не нагревается.
Комплекс лазерного упрочнения с ЧПУ, мощность излучения 3 кВт.

Комплекс лазерного упрочнения
Режим по марке материала и требованиям чертежа
Механическая обработка до и после термообработки — в цехе той же площадки

Комплекс лазерного упрочнения на термическом участке

Термический участок технопарка, Челябинск. Режим обработки технолог назначает по марке материала и требованиям чертежа.

Комплекс лазерного упрочнения — мощность излучения 3 кВт, зона обработки 1000 × 1000 × 400 мм, глубина упрочнения 0,1–2,0 мм.

Лазерное термоупрочнение — современная высокотехнологичная процедура повышения эксплуатационных характеристик металлов и сплавов за счёт локального нагрева поверхности лазерным излучением с последующим сверхбыстрым охлаждением. Применение лазерного луча позволяет добиться точечного, управляемого и глубоко контролируемого теплового воздействия без риска оплавления или деформации поверхности.

Преимущества лазерной закалки

Лазерная закалка рабочей кромки штампа: пятно лазерного луча на поверхности стали — Лазерная закалка кромки штампа

Точная и стабильная передача тепла

Специально сформированное распределение плотности мощности лазерного излучения в пятне воздействия обеспечивает равномерный тепловвод при любом направлении движения луча. Это гарантирует стабильность качества упрочнённого слоя, отсутствие оплавления поверхности и минимальные термические деформации. Технология позволяет обрабатывать поверхности сложной геометрии, сохраняя высокую повторяемость результатов.

Существенное повышение износостойкости

Упрочнение достигается за счёт структурно-фазовых изменений в поверхностном слое металла: формируется мартенситная структура без расплава, увеличиваются твёрдость и сопротивление износу. В большинстве случаев отпадает необходимость в предварительной или финишной механической доводке, что сокращает затраты и ускоряет процесс.

Гибкость обработки

Благодаря системе ЧПУ комплекс позволяет выполнять манипулирование лучом по пяти координатам и перемещение детали по двум координатам. Такой подход обеспечивает возможность обработки объёмных деталей сложной формы, труднодоступных зон и локальных участков с высокими требованиями к качеству.

Где применяют лазерную закалку металла

Лазерное упрочнение используется для обработки:

рабочих элементов штамповой оснастки и пресс-форм;
режущего и технологического инструмента;
деталей машин, работающих в условиях абразивного и ударного износа;
компонентов основного промышленного производства.

Технология востребована в машиностроении, приборостроении, металлургии, производстве пресс-форм, инструментов, а также в серийном и индивидуальном изготовлении деталей.

Лазерная, объёмная закалка и закалка ТВЧ: сравнение

Способ закалки	Как нагревают	Слой и деформация	Когда выбирают
Лазерная	Лазерный луч нагревает узкую полосу поверхности за доли секунды, металл остывает сам за счёт отвода тепла вглубь	Слой 0,1–2 мм, деформация минимальная	Кромки штампов, инструмент, локальные участки готовых деталей
Объёмная в печи	Деталь нагревают целиком и охлаждают в масле или воде	Закаливается всё сечение, возможно коробление	Детали, которым нужна твёрдость по всему объёму
Токами высокой частоты (ТВЧ)	Индуктор нагревает поверхностный слой, затем спрейер охлаждает его	Слой глубже, чем при лазерной закалке, деформация умеренная	Шейки валов, зубья, поверхности тел вращения

Лазерная закалка идёт без закалочной среды и обычно без последующей правки: скорость нагрева и охлаждения так высока, что деталь почти не ведёт, а участки, которые не нужно упрочнять, остаются мягкими. Объёмная закалка и отпуск выполняются на участке термообработки технопарка.

Стали и чугуны для лазерной закалки

Деталь из конструкционной стали 40Х для поверхностного упрочнения — Деталь из стали 40Х

Лазерной закалке поддаются стали и чугуны, которые принимают закалку: в поверхностном слое должно хватать углерода, чтобы образовался мартенсит. Чаще всего упрочняют:

Конструкционные стали 45, 40Х, 40ХН — шейки, кулачки, направляющие
Инструментальные стали У8, У10, Х12МФ — кромки штампов и ножей
Серые и высокопрочные чугуны — направляющие станин, гильзы

Малоуглеродистые стали (Ст3, сталь 20) лазерной закалкой не упрочняются — для них применяют цементацию. Марку стали и требуемую твёрдость указывают в чертеже.

Характеристики комплекса лазерной закалки

Тип резонатора — CO₂
Максимальная мощность лазерного излучения — 3 кВт
Зона обработки — 1000 × 1000 × 400 мм
Глубина упрочнения — 0,1–2,0 мм
Степени подвижности — 5

Манипулирование лучом — по 5 координатам
Манипулирование деталью — по 2 координатам

Как заказать лазерную закалку

1

Чертёж и требования

Пришлите чертёж детали с маркой материала и требованиями к твёрдости или структуре и количество в партии.
2

Режим, цена и срок

Технолог подбирает оборудование и режим обработки и называет стоимость и срок.
3

Термообработка партии

Обработка на термическом участке технопарка по согласованному режиму.
4

Контроль и отгрузка

Контроль твёрдости и качества поверхности, упаковка и отгрузка.

Доставка готовых деталей и оплата заказа

Доставка

Готовую партию отгружаем транспортной компанией «Деловые Линии». Работаем в первую очередь с предприятиями Уральского федерального округа. Забрать детали можно и самостоятельно — с площадки технопарка в Челябинске, ул. Машиностроителей, 7.

Оплата и документы

Работаем с юридическими лицами: договор и счёт с технопарком — исполнителем работ, без посредников
Стоимость технолог считает по чертежу или эскизу за 3–5 дней
Минимальная сумма заказа — 50 000 ₽
Принимаем в работу материал заказчика

Вопросы о лазерной закалке и упрочнении поверхности

На каком оборудовании выполняется лазерная закалка и упрочнение поверхности

Комплекс лазерного упрочнения — мощность излучения 3 кВт, зона обработки 1000 × 1000 × 400 мм, глубина упрочнения 0,1–2,0 мм.

Какие данные нужны для расчёта

Чертёж детали с маркой материала, требуемая твёрдость или структура, размеры и количество в партии. По ним технолог назначает режим и называет цену и срок.

Проверяете ли вы твёрдость после обработки

Да, после термической обработки детали проходят контроль твёрдости и внешнего вида поверхности. Испытания выполняет лаборатория технопарка.