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激光强化技术在民用刀具制造的应用

2008年12月09日 15:29:13关键词:切削加工,激光加工
    民用刀具量大面广,有:厨刀、剪刀、剃须刀、粉碎刀等,目前刀具失效原因主要在刀刃,如刃口磨损、崩刃、腐蚀等,为了达到经久耐用的目的,一般制造工艺方法是:1)采用整体高性能合金材料,如高速钢等2)采用复合钢,如复合钢板刀剪等3)刃口镶焊硬质合金材料,如硬质合金、陶瓷、高速钢等。前两种方法原材料要求较高,制造成本较高;而后者由于镶焊往往为材料硬脆性材料,给制造工艺带来困难,如硬质合金与基体的镶焊强度、硬质合金镶焊长度有限等,使用寿命受到影响。
  激光堆焊是继激光熔覆技术上发展起来的一项新的激光加工技术,借鉴传统的堆焊技术优点,用大功率激光为加热源,对同步送入的合金焊丝与基体表层同时快速熔化,得到和基体*冶金结合的并具有特殊性能(耐磨、耐蚀、耐热等)的表层,形成复合层,用于制造双金属刀具。而激光合金化则是在基体的表面熔融层内加入合金元素,从而形成以基材为基础的新的合金层,达到表面改性,刃口强韧化的目的。
  综合上述技术的优点,把这一技术应用于刀具材料表面强化处理,则是提高刀具耐磨性及其使用寿命的重要途径之一,尤其对于陶瓷、硬质合金刀具这种高硬度、耐热性好等优点,有利于提高加工效率和加工精度,并能对难加工材料如淬火钢在不利的加工条件下进行切削加工。由于它们强度相对较低,韧性和可$&*性较差,严重地限制了它们的应用范围,因此把激光表面强化技术应用于陶瓷、硬质合金刀具具有深刻的研究意义和广阔的应用前景。
  目前,国内外提高刀具抗磨损的方法主要分为两类:一种是常规的表面处理法,如采用非常规的表面淬火方法、激光熔覆的方法(覆层的合金粉多为Ni、Co基自熔合金或添加粗颗粒的碳化钨或者采用激光厚层熔覆,这类方法比较适用于磨粒磨损很高的工况,例如,矿山、石油、农机等采掘工具)等,其存在的缺点就是易产生裂纹等缺陷。另一种是zui近发展起来的涂层刀具,此类方法的缺点就是沉积涂层较薄。这两种方法都有其不同程度的缺点。前者是通过材料本身发生的显微组织转变来提高硬度及耐磨性,因而只对碳钢有效,而对硬质合金、高速钢材料的刀具材料而言则效果不明显,采用后者不仅涂层较薄,涂层沉积时间较长,而且实际使用中常常发生剥落现象。
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