O que é o endurecimento de superfície a laser?
O endurecimento superficial a laser utiliza um laser para aquecer um material acima do seu ponto de transição de fase, levando à transformação da austenita em martensita e reforçando o material da superfície.
Vantagens do endurecimento superficial a laser
O endurecimento a laser tem alta densidade de potência, rápida velocidade de resfriamento e não requer meios de resfriamento, como água ou óleo. É um processo de endurecimento limpo e rápido. Comparado com os processos de endurecimento por indução, endurecimento por chama e endurecimento por cementação, o endurecimento a laser tem uma camada de endurecimento uniforme, alta dureza (geralmente 1-3 HRC maior que a têmpera por indução), pequena deformação da peça, fácil controle da profundidade da camada de aquecimento e trajetória de aquecimento e fácil automação. Não requer o projeto de bobinas de indução correspondentes de acordo com diferentes tamanhos de peças, como endurecimento por indução, e o processamento de peças grandes não precisa ser limitado pelo tamanho do forno durante o tratamento térmico químico, como endurecimento por cementação. Portanto, os processos tradicionais, como o endurecimento por indução e o tratamento térmico químico, estão sendo gradualmente substituídos em muitos campos industriais. De particular importância é que a deformação da peça antes e depois do endurecimento a laser pode ser quase insignificante, tornando-a particularmente adequada para o tratamento superficial de peças de alta precisão.
Em comparação com outras tecnologias de tratamento térmico de superfície, como endurecimento de alta-frequência, cementação, nitretação, etc., o endurecimento de superfície a laser tem vantagens exclusivas:
1. O processo de endurecimento é controlável: ele pode ser importado para uma trajetória de endurecimento por meio de modelagem matemática, e a temperatura e a qualidade do endurecimento podem ser controladas com precisão em um-circuito fechado. O endurecimento a laser pode ser aplicado a peças curvas grandes e complexas, como moldes, eixos e furos internos de peças de trabalho.
2. Processamento de seleção local: Controle preciso da posição, área, dureza e uniformidade da resistência da camada endurecida.
3. Excelente desempenho de superfície: A microestrutura endurecida possui grãos martensíticos extremamente finos, alta densidade de deslocamento e melhorou significativamente a resistência ao desgaste superficial e a resistência à adesão.
4. Pequena zona afetada pelo calor: O endurecimento da superfície do laser é extremamente quente e resfriado rapidamente, completando o processo de endurecimento em um tempo muito curto, com baixa tensão de endurecimento e deformação.
5. Alta dureza: A dureza da camada endurecida é maior que a do endurecimento tradicional e a resistência ao desgaste é duplicada.
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Aplicações de endurecimento de superfície a laser
O endurecimento a laser tem sido aplicado com sucesso ao reforço superficial de peças vulneráveis nas indústrias metalúrgica, mecânica e petroquímica, especialmente na melhoria da vida útil de peças vulneráveis, como rolos, guias, engrenagens e arestas de corte. O efeito é significativo e foram alcançados benefícios económicos e sociais significativos. Nos últimos anos, o reforço superficial de componentes como moldes e engrenagens também tem sido cada vez mais aplicado.
As engrenagens são componentes amplamente utilizados na indústria de fabricação mecânica. Para melhorar a capacidade-de carga das engrenagens, é necessário um tratamento de endurecimento superficial. No entanto, os processos tradicionais de endurecimento de engrenagens, como tratamento químico de superfície, como carburação e nitretação, e endurecimento superficial por indução e endurecimento superficial por chama, apresentam dois problemas principais: grande deformação após tratamento térmico e dificuldade em obter uma camada de endurecimento uniformemente distribuída ao longo do perfil do dente, o que afeta a vida útil das engrenagens.
Moldes endurecidos a laser
Endurecimento a laser da engrenagem anelar
Endurecimento a laser da camisa do cilindro