激光表面處理技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用

　　利用激光表面處理技術(shù)能使低等級材料實(shí)現(xiàn)高性能表面改性，達(dá)到零件制造低成本與工作表面高性能的最佳組合，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。激光硬化依靠材料基體的熱傳導(dǎo)進(jìn)行自冷淬火，無須冷卻介質(zhì)和相關(guān)配套裝置，成本低，且對環(huán)境無污染。激光表面硬化處理后的零件表面硬度比常規(guī)淬火硬度提高 15% ～20%，硬化層深度通常為 0.3～0.5 mm，若采用更大功率的激光器，可達(dá) 1 mm。激光硬化的熱影響區(qū)小，淬火應(yīng)力及變形小，后續(xù)加工余量小，甚至有些工件經(jīng)激光處理后可直接使用。

　　激光束的能量可連續(xù)調(diào)整，并且沒有慣性，配合數(shù)控系統(tǒng)，可以對形狀復(fù)雜的零件和其它常規(guī)方法難以處理的零件進(jìn)行局部硬化處理，也可以在零件的不同部位進(jìn)行不同的激光硬化處理。正因?yàn)榧す獗砻嫣幚淼纳鲜鎏攸c(diǎn)，它特別適用于常規(guī)硬化處理（如滲碳和碳氮共滲淬火、氮化及高中頻感應(yīng)加熱淬火等）所難于實(shí)現(xiàn)的某些零件及其局部位置的表面強(qiáng)化處理，因此在模具制造中具有獨(dú)特優(yōu)勢：可實(shí)現(xiàn)用低檔模具鋼或鑄鐵替代高檔模具鋼；用國產(chǎn)模具鋼替代進(jìn)口模具鋼；可對模具實(shí)行增強(qiáng)性修復(fù)（再制造工程） ，降低模具制造成本。在模具制造中應(yīng)用激光表面硬化技術(shù)，可以集設(shè)計(jì)、材料選擇、制模、檢驗(yàn)、修復(fù)等技術(shù)于一體，大幅度縮短設(shè)計(jì)制造周期，降低生產(chǎn)成本，變革模具制造方式，最終整合提升整個模具產(chǎn)業(yè)水平。這些優(yōu)點(diǎn)無論在技術(shù)性還是在經(jīng)濟(jì)性及服務(wù)性上，都是現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)所無法比擬的。

　　例如，SC6350 微車縱梁前段厚板材拉延模以往一直是采用 Cr12MoV 材料制造，由 12 個鑲塊組合而成，由于鑲塊制造時的淬火變形較大，需要進(jìn)行二次加工，因鑲塊“接縫”的影響，使該模具的加工費(fèi)用高、周期長，零件易出現(xiàn)“拉燒”的現(xiàn)象，一直無法解決。對模具表面進(jìn)行激光淬火處理，由原 Cr12MoV 等材料的 12 個鑲塊改用球墨鑄鐵 QT600-2 整體鑄造成型，對型面采用激光強(qiáng)化處理，其硬度達(dá) 58～62HRC，淬火后模具無變形，只需對表面稍作打磨，即可投入使用。與原制造工藝相比，模具采用激光處理后，材料節(jié)約 40%～60%，加工工時和刀具費(fèi)用降低 30%，使用壽命大幅提高。特別值得注意的是，厚板材拉延模使零件“拉燒”的技術(shù)難題，在國際上尚無很好的解決辦法，而采用激光表面強(qiáng)化工藝處理，就有效解決了這個技術(shù)難題，提高了沖壓件的表面質(zhì)量和尺寸精度，達(dá)到厚板材拉延模的使用要求，使得模具設(shè)計(jì)上的材料選擇更加廣泛。