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表面硬化工藝對于機械、電子、設(shè)備、航空航天、石油和等行業(yè)的零件非常重要。根據(jù)應(yīng)用場景的不同,一些零件需要較高的表面硬度或強度。而一些需要應(yīng)對復(fù)雜工作應(yīng)力的零件不僅需要耐磨的表面,還需要強度和韌性以承受沖擊應(yīng)力。
一般使用兩種常用方法來獲得這些不同的屬性。
1、改變調(diào)質(zhì)前后表面的化學(xué)成分。使用的工藝包括滲碳、氮化、化和碳氮共滲。
2、加熱和淬火過程僅硬化表面層。用于表面硬化的常用方法是火焰硬化和感應(yīng)硬化。
滲碳工藝
通過在含碳介質(zhì)中加熱零件,碳會擴(kuò)散到零件表面至受控深度。由此產(chǎn)生的滲碳深度(通常稱為滲碳深度)取決于所用介質(zhì)的碳勢以及滲碳過程的時間和溫度。適合滲碳以增加韌性的鋼是那些碳含量足夠低(通常低于 0.3%)的鋼。滲碳溫度范圍為 1550-1750°F (843-954°C),根據(jù)不同的表面深度調(diào)整溫度和時間。鋼材的選擇、淬透性和硬化類型取決于截面尺寸、所需的芯部硬度和服務(wù)要求。
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激光精密切割加工廠產(chǎn)生的熱影響的解決辦法。激光加工產(chǎn)生的熱影響的幅度主要與光斑直徑的大小(直徑的大小通常為0.1mm-0.15mm)、切割速度、板材涂料的型號、板材的厚度有關(guān),經(jīng)過不斷的樣品測試和長期售后服務(wù),可以用油墨的閉線方式將熱影響的幅度控制在一個大小的范圍內(nèi),即先用標(biāo)記或微雕刻機雕刻要切斷的部件圖案,切斷寬度0.1mm-0.15mm,在板材的表面形成切斷的圖案線,用CCD進(jìn)行視覺定位,在切斷時的光斑產(chǎn)生在制作布線板的工序中,絲網(wǎng)印刷工序確保適當(dāng)?shù)挠湍_窗寬度,保證切斷使用的品質(zhì)穩(wěn)定。
激光加工鋁基板,在切斷截面殘留黑色物質(zhì)的解決辦法。通過斷續(xù)的校樣試驗,切斷面的物質(zhì)油漆在高熱量激光加工中燃燒產(chǎn)生目標(biāo),但在高壓氣體的作用下附著在切斷面上,只需用酒精擦拭即可簡單地除去,但由于單一的擦拭效率低,耗費人工,所以不理想。在持續(xù)的測試和實驗中,發(fā)現(xiàn)了使用大功率的多頭超聲波,通過清洗加工和加水,可以清洗切斷的板材。超聲清洗的板材不僅干凈光滑,不影響板材的導(dǎo)電和其他質(zhì)量,同時可大量清洗,清洗,不影響正常生產(chǎn)。
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建筑激光切割加工中,焦點與被加工物品表面的相對位置改變的主要原因很多,被加工工件表面的凹凸、工件卡盤方式、機床的幾何誤差、機床的負(fù)荷力下的變形、加工中的工件的熱變形等會使激光焦點位置與理想的規(guī)定位置(編程位置)偏離。
一些誤差(如機床幾何誤差)是有規(guī)律的,可以用定量補償方法補償,而一些誤差是隨機誤差,只能通過在線檢測和控制來消除。這些誤差如下:
1.工件的幾何誤差
激光切割的對象是板材或包復(fù)材料型零件,由于來自各方面因素的影響,加工對象的表面有起伏,并且在切割中的熱效應(yīng)的影響下薄板零件的表面發(fā)生變形,在一維激光加工中,包覆材料在沖壓成形中發(fā)生表面起伏,這些都是激光焦點和被加工對象的表面位置和理想位置隨機變化。
2.工件卡盤裝置產(chǎn)生的誤差
經(jīng)過建筑激光切割加工的工件放置在針狀工作臺上,因為加工誤差、長時間和工件間的磨損和激光燒灼,針床上產(chǎn)生凹凸,該凹凸也產(chǎn)生薄鋼板和激光焦點間的位置的隨機誤差。
3.編程引起的誤差
在一維建筑激光切割加工作業(yè)中,復(fù)雜曲面上的加工軌跡用直線、圓弧等擬合,這些擬合曲線和實際曲線存在一定的誤差,這些誤差使實際焦點、加工對象表面的相對位置和理想的編程位置產(chǎn)生一定的誤差。在部分示教編程系統(tǒng)中,引入了幾個偏差。
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