tailieunhanh - Nguyên lý laser - Chương 9

CÁC DẠNG GIA CÔNG TINH TRÊN BỀ MẶT Tôi bề mặt chi tiết bằng laser Những laser khí công suất liên tục đến hàng chục kw cho phép gia công nhiệt bề mặt kim loại. Nguyên lý làm việc của những máy phát laser ( light Amplification by Stimulate Emission of Radiation ) có quan hệ mật thiết với tính chất quang học của môi trường đặc biệt gọi là môi trường nghịch đảo nồng độ, với khái niệm nồng độ trạng thái hay nồng độ mức độ của mức là số hạt đồng thời tồn tại trong một. | Chương 9 CÁC DẠNG GIA CÔNG TINH TRÊN BỀ MẶT Tôi bề mặt chi tiết bằng laser Những laser khí công suất liên tục đến hàng chục kw cho phép gia công nhiệt bề mặt kim loại. Ưu điểm: - Có ưu việt đặc biệt với một số chi tiết có hình dạng không thích hợp với phương pháp gia công nhiệt truyền thống khác. - Tôi bề mặt: đốt nóng và làm nguội nhanh - Tách oxit và các bụi trên bề mặt chi tiết. Việc tạo lớp cứng mỏng bề mặt chi tiết bằng việc nung nóng và làm nguội nhanh đóng vai trò quan trọng trong công nghệ chế tạo chi tiết: như bề mặt bánh răng, rãnh then, các khớp rãnh, Quá trình tôi là xảy ra ở lớp kim loại nền cơ bản. Khi nung nóng đến nhiệt độ chuyển pha của các cấu trúc austenit như là dung dịch rắn cacbit trong thép, khi làm nguội nó tạo thành trạng thái bền peclit với pherit hoặc xemetit, còn dung dịch rắn cacbit rất bền trong sắt α gọi là mactenxit. Tốc độ nguội của thép tùy thành phần của thép từ 30÷40 0C/giây cho đến dưới 250 0C, thường sử dụng chất lỏng làm nguội. Khi tôi . | Chương 9 CÁC DẠNG GIA CÔNG TINH TRÊN BỀ MẶT Tôi bề mặt chi tiết bằng laser Những laser khí công suất liên tục đến hàng chục kw cho phép gia công nhiệt bề mặt kim loại. Ưu điểm: - Có ưu việt đặc biệt với một số chi tiết có hình dạng không thích hợp với phương pháp gia công nhiệt truyền thống khác. - Tôi bề mặt: đốt nóng và làm nguội nhanh - Tách oxit và các bụi trên bề mặt chi tiết. Việc tạo lớp cứng mỏng bề mặt chi tiết bằng việc nung nóng và làm nguội nhanh đóng vai trò quan trọng trong công nghệ chế tạo chi tiết: như bề mặt bánh răng, rãnh then, các khớp rãnh, Quá trình tôi là xảy ra ở lớp kim loại nền cơ bản. Khi nung nóng đến nhiệt độ chuyển pha của các cấu trúc austenit như là dung dịch rắn cacbit trong thép, khi làm nguội nó tạo thành trạng thái bền peclit với pherit hoặc xemetit, còn dung dịch rắn cacbit rất bền trong sắt α gọi là mactenxit. Tốc độ nguội của thép tùy thành phần của thép từ 30÷40 0C/giây cho đến dưới 250 0C, thường sử dụng chất lỏng làm nguội. Khi tôi laser: Phần lớn năng lượng bị hút vào kim loại để đốt nóng bề mặt, còn phần kim loại còn lại thì làm nguội. Khi đó bề mặt bị đốt nóng sẽ nguội đi. Trong khoảng thời gian đầu tiên, sự làm nguội sẽ gần bằng: với T0: là nhiệt độ bề mặt τ: độ dài xung đốt laser Nhiệt độ phụ thuộc q của laser bán kính a theo trục z vuông góc với bề mặt phẳng của môi trường bán cực: Ttĩnh(z)= -Ánh sáng bị hấp thụ mạnh bởi kim loại ở bước sóng khả biến -Sự hấp thụ bề mặt lại tăng với sự tăng nhiệt độ bề mặt và sự hình thành màng ô xýt Thép thường, bức xạ hấp thụ 8 kw/cm2 đốt lớp chiều sâu 0,5mm đến nhiệt độ cao tới hạn, khi đó chuyển pha γ thành α ausetenit (T≤9370C) trong thời gian khoảng 0,05 giây. Nếu nhiệt từ chùm tia bị truyền sang các vùng khác do sự dẫn nhiệt cao của vật liệu thì lớp bề mặt sẽ nguội rất nhanh tạo nên bề mặt mactenxit. Nhận xét: + Hiệu quả của quá trình tôi chịu ảnh hưởng rất lớn của độ phản xạ bề mặt. Bước sóng λ=0,6µm với thép ở nhiệt độ thường hệ số hấp thụ bề mặt nhỏ hơn 10% song nó .