轎車拉延模型面淬火熱處理現(xiàn)在越來越多的采用激光淬火工藝。這種工藝的優(yōu)點是速度快，效率高，變形小，缺點是淬硬層深度不足。有的鑄件激光淬火硬度不足，淬硬層深度很淺，那么深度究竟能達到多少？是什么原因?qū)е掠捕炔桓撸恢睕]有明確的結(jié)果。本次實驗，采樣硬度不足的樣本和硬度合格的樣本做比對，得出結(jié)論：模具型面上淬火區(qū)域珠光體數(shù)量對激光熱處理硬度影響很大。當(dāng)珠光體數(shù)量在80%以上后，50HRC 以上的硬度層深度能達到1mm 以上；而珠光體數(shù)量減少，硬度層深度也會減少。激光淬火工藝
激光淬火
激光淬火又稱為激光相變硬化，是指以高能密度的激光束照射工件表面。使其需要硬化部位瞬間吸收光能并立即轉(zhuǎn)化為熱能，從而使激光作用區(qū)的溫度急劇上升形成奧氏體，經(jīng)隨后的快速冷卻，獲得極細小馬氏體和其他組織的高硬化層的一種熱處理技術(shù)。
應(yīng)用領(lǐng)域
盡管目前激光表面淬火技術(shù)的應(yīng)用還不及傳統(tǒng)熱處理技術(shù)那樣廣泛和成熟，但由于其具有的獨特優(yōu)越性，正日益受到人們的重視，已經(jīng)在機械制造、交通運輸、石油、礦山、紡織、冶金、航空航天等領(lǐng)域得到應(yīng)用。
珠光體數(shù)量對激光淬火的淬硬層深度的影響
取樣與制樣
在門內(nèi)板凸模的圓角部位做激光熱處理，選擇硬度差異較大的部位作為研究樣本。在鑄件型面淬火位置截取部分材料，如圖1 所示。(1)制取樣件為凸模大圓弧和凸模小圓弧位置共兩處，珠光體數(shù)量57%左右，如圖2 所示。(2)制取樣件凹模圓角表面微熔與不微熔，珠光體數(shù)量85%左右，如圖3 所示。
兩組試樣的宏觀硬度與深度表現(xiàn)
①淬火區(qū)域磨床磨削，每磨削0.05mm 測試一次硬度，直到硬度與基體硬度一致為止。②繪制硬度降低曲線圖。圖4 為珠光體數(shù)量57%的試樣硬度與深度關(guān)系（表面有極小微熔狀態(tài)）。圖5 為珠光體數(shù)量85%的試樣硬度與深度關(guān)系（表面不微熔與表面微熔狀態(tài)）。(2)結(jié)果。①珠光體數(shù)量57%的試樣宏觀硬度測量達不到50HRC，不合格。
②珠光體數(shù)量85%的試樣宏觀硬度測量達到50HRC 以上，合格。腐蝕截面，觀察硬度組織變化梯度
(1)珠光體數(shù)量57%的試樣100 倍視場。組織變化呈現(xiàn)三個區(qū)域分別為表層石墨轉(zhuǎn)化層、馬氏體層、基體珠光體，如圖6 所示。
(2)圖7 為珠光體數(shù)量57%的試樣500 倍視場。由上圖分析：珠光體數(shù)量57%的基體，激光淬火后表層形成三個區(qū)域石墨轉(zhuǎn)化層、馬氏體層、基體珠光體。石墨轉(zhuǎn)化層中多鐵素體與石墨。這三個區(qū)域依次由外向內(nèi)分布。深度約在1.3mm 左右。由于組織中淬火位置馬氏體數(shù)量不足，鐵素體過多，導(dǎo)致淬火位置硬度達不到要求。
(3)珠光體數(shù)量85%的試樣100 倍視場。①表面不微熔試樣組織變化呈現(xiàn)兩個區(qū)域，分別是表層馬氏體和基體珠光體，如圖8 所示。②表面微熔試樣組織變化呈現(xiàn)三個區(qū)域，分別是表面微熔區(qū)、馬氏體和基體珠光體。其中表面微熔區(qū)是過熱部位含有萊氏體，如圖9 所示。
(4)圖10 為珠光體數(shù)量85%的試樣500 倍視場。由上圖分析：珠光體數(shù)量85%的基體，激光淬火后表層形成兩大區(qū)域馬氏體和基體珠光體，表層過熱的部位馬氏體中雜有萊氏體和很少量碳化物。珠光體轉(zhuǎn)化成馬氏體比較充分。深度較大，淬火位置硬度達到要求。
試驗結(jié)論
(1)激光淬火的淬硬層深度與合金球墨鑄鐵中珠光體的數(shù)量有密切關(guān)系。超聲波測距模塊用來測量模塊距離地面的距離d;MPU-9250模塊用來測量拐杖運動的角速度w。通過大量的實驗來模擬老人摔倒時的狀況,發(fā)現(xiàn)當(dāng)d>240 cm、w>5 rad/s且最終測量角度大于80°時,有99.2%的情況老人處于跌倒?fàn)顟B(tài),將此作為判定老人跌倒的標(biāo)志[9],同時控制GSM模塊將報警信息發(fā)送至遠程的手機監(jiān)測軟件,其軟件流程如10所示。(3)珠光體數(shù)量低于60%時，淬火不能成功。淬火區(qū)域硬度達不到50HRC。淬火區(qū)域中存在的鐵素體減少了馬氏體的數(shù)量，導(dǎo)致硬度達不到要求。(4)淬硬層在達到一定的深度之后會突然消失，消失的邊界就是馬氏體數(shù)量急劇減少的位置。
(5)在激光淬火的操作中發(fā)現(xiàn)硬度不足的時候，除了要檢查合理的參數(shù)設(shè)置以外，可以檢測一下淬火區(qū)域的珠光體數(shù)量是否達到80%。這個條件不滿足，很難得到較深的淬硬層深度。
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