激光淬火对GCr15钢表面干摩擦系数的影响
发布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新时间：2016-04-22
以GCr15钢的淬火工艺为基础，采用激光淬火，希望找到合理的激光淬火工艺参数提高工件表面干摩擦性能，为以后的生产提供实验依据。
激光淬火技术是利用激光束聚焦后快速加热钢铁材料表面，使其发生相变，形成马氏体淬硬层的过程。激光淬火的功率密度高，冷却速度快，不需要水或油等冷却介质，是清洁、快速的淬火工艺。与传统的淬火工艺相比，激光淬火前后工件的变形几乎可以忽略，因此特别适合高精度要求的零件表面处理。目前，激光淬火工艺现已成功地应用到冶金行业、机械行业和石油化工等行业中，特别是在提高轧辊、导轨、齿轮、剪刃等易损件的使用寿命方面效果显著，取得了很大的经济效益与社会效益。本文以GCr15钢的淬火工艺为基础，采用激光淬火，希望找到合理的激光淬火工艺参数提高工件表面干摩擦性能，为以后的生产提供实验依据。
试样材质为GCr15钢，其化学成分(质量分数，%)为：0.95～1.05C，0.20～0.40Mn，0.15～0.35Si，S≤0.020，P≤0.027，1.30～1.65Cr，其余为Fe。实验前用1000目的金相砂纸将试样表面打磨好，然后在试样待处理表面涂覆厚约10μm的吸光材料。采用线切割方法制备40mm×40mm×10mm的试样，采用L-3000型3kWCO2横流激光器对试样进行扫描，工艺参数为：扫描速度200、400和600mm/min，光斑1mm×2mm，离焦量300mm，扫描功率300、600和900W。采用中科院兰化所提供的高温摩擦磨损试验机对淬火试样进行摩擦系数测定。摩擦实验主要参数为：转速1500n/min、压力500g、时间3min，对磨材料为氮化硅陶瓷球。
通过对GCr15钢激光淬火热处理后，发现激光功率和扫描速度对GCr15钢淬火后的性能影响较大。与常规淬火处理相比，激光淬火有利于降低GCr15钢的摩擦系数。正交实验得到最佳工艺参数为：激光功率900W、扫描速度600mm/min，此时摩擦系数最小为0.74。
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