Navodila za uporabo in uporabo olja za kaljenje v procesu laserskega kaljenja

Posebne zahteve za prilagoditev postopka laserskega kaljenja za kaljenje olja

 

»Lokalno visoko{0}}temperaturno hitro hlajenje«, značilno za postopek laserskega kaljenja, postavlja posebne zahteve za olje za kaljenje, ki se razlikujejo od tradicionalnega kaljenja. Po eni strani temperatura lasersko{2}}segretega območja močno naraste, zato mora imeti olje za kaljenje stabilno hitrost hlajenja-hitro mora odvajati lokalno toploto, da tvori enakomerno utrjeno plast, hkrati pa se izogibati čezmerni hitrosti hlajenja, ki lahko povzroči razpoke komponent. Po drugi strani pa se lasersko kaljenje večinoma uporablja za komponente z visoko-natančnostjo (kot so natančni zobniki in mikro-kalupi), pri čemer mora imeti olje za kaljenje nizko viskoznost in visoko čistost, da se prepreči, da bi ostanki olja vplivali na natančnost komponent. Poleg tega način neprekinjenega delovanja laserskega kaljenja zahteva tudi, da ima olje za kaljenje močno odpornost proti oksidaciji, da se zmanjša staranje olja pri visokih temperaturah in zagotovi -dolgotrajna stabilnost pri uporabi.

Uporabni scenariji kaljenja olja za komponente v procesu laserskega kaljenja

 

Na podlagi obsega uporabe postopka laserskega kaljenja je treba različne komponente uskladiti s ciljnim oljem za kaljenje, da se doseže najboljši učinek kaljenja. Za velike kalupe za menjalnike (kot so kalupi za motorno gred in kalupe za krmilne členke) po laserskem kaljenju je treba zaradi velike lokalne razlike v debelini kalupov izbrati olje za hitro kaljenje, da se uravnoteži lokalna stopnja hlajenja in prepreči pokanje kalupa. Za kaljenje preciznih zobnikov z laserskim naogljičenjem je potrebno posebno olje za lasersko kaljenje, da se zagotovi visoka trdota površine zobnikov, hkrati pa se nadzoruje deformacija zobnikov, da se izpolnijo zahteve glede natančnosti montaže. Za lokalno lasersko kaljenje listnatih vzmeti, ker morajo listnate vzmeti prenašati ponavljajoče se obremenitve, je treba uporabiti olje za ultra-hitro kaljenje, da se zagotovi enakomerna globina utrjene plasti v lasersko-ogretem območju in izboljša odpornost proti utrujenosti. Za majhne dele iz ležajnega jekla in hitroreznega jekla (kot so mikro-ležaji in rezalna orodja za hitro-jeklo), ki so podvrženi laserskemu kaljenju, je priporočljivo olje za kaljenje v večnamenski-peči, ki je primerno za postopek kombiniranega delovanja laserske in večnamenske-peči ter zagotavlja stalno trdoto pri masovni proizvodnji majhnih delov.

Nadzor temperature in ujemanje opreme za kaljenje olja v procesu laserskega kaljenja

 

Postopek laserskega kaljenja ima višje zahteve za natančnost nadzora temperature olja za kaljenje, ki mora strogo upoštevati optimalno delovno temperaturno območje "60 ~ 80 stopinj". Ko je temperatura nižja od 60 stopinj, se viskoznost olja za kaljenje poveča, hitrost hlajenja se upočasni in lahko povzroči nezadostno utrjevanje laser-ogretega območja. Ko je temperatura višja od 80 stopinj, se hladilna zmogljivost olja zmanjša, njegova odpornost proti oksidaciji pa oslabi, kar pospešuje staranje. Za vzdrževanje konstantne temperature je treba prilagoditi posebno opremo: hladilne naprave (kot so posebne hladilne tuljave za lasersko kaljenje) lahko pravočasno odvajajo toploto, ki jo absorbira olje med procesom laserskega segrevanja, da se izognejo previsoki temperaturi olja. Mešalne naprave (kot so visoko{9}}frekvenčne obtočne črpalke) lahko zagotovijo enakomerno temperaturo olja in preprečijo neenakomerno trdoto v območju laserskega kaljenja zaradi lokalnih razlik v temperaturi olja, kar je še posebej primerno za scenarije lokalnega kaljenja laserskega točkovnega in linearnega segrevanja.

Vzdrževanje in preprečevanje onesnaževanja olja za kaljenje v procesu laserskega kaljenja

 

Zahteve glede-visoke natančnosti postopka laserskega kaljenja določajo, da mora biti vzdrževanje olja za kaljenje bolj skrbno. Treba je redno testirati ključne kazalnike-kinematične viskoznosti olja (za zagotovitev stabilne hitrosti hlajenja), plamenišča (za preprečitev varnostnih nevarnosti, ki jih povzroča visoka temperatura laserja) in ostankov ogljika (da preprečimo, da bi oprijem ostankov ogljika vplival na kakovost površine komponent). Ko so indikatorji nenormalni, je treba olje pravočasno filtrirati ali dopolniti z novim oljem. Zahteva se strogo preprečevanje zunanjega onesnaženja: območje laserskega kaljenja mora biti zaprto, voda, kovinski ostružki in prah laserske obdelave pa se ne smejo mešati v olje (voda bo povzročila nastajanje pare med laserskim kaljenjem in povzročila površinske napake obdelovancev; nečistoče bodo opraskale površino natančnih komponent). Hkrati je treba zabeležiti parametre porabe olja (kot sta temperatura olja in čas hlajenja) za vsako operacijo laserskega kaljenja, kar olajša sledenje težavam s kakovostjo v masovni proizvodnji.

Osnovni povzetek uporabe olja za kaljenje v procesu laserskega kaljenja

Če povzamemo, ima olje za kaljenje dvojno vlogo kot "garancija za natančnost" in "varuh življenjske dobe" v procesu laserskega kaljenja. Njegov izbor je treba kombinirati s sestavnimi materiali in lastnostmi laserskega kaljenja; nadzor temperature in ujemanje opreme morata izpolnjevati zahteve glede natančnosti laserskega lokalnega ogrevanja; dnevno vzdrževanje in preprečevanje onesnaževanja morata biti v skladu z visokimi standardi stabilnosti laserskega postopka. Samo z globoko integracijo uporabe olja za kaljenje s postopkom laserskega kaljenja je mogoče povečati trdoto površine, odpornost proti obrabi in življenjsko dobo komponent, kar zagotavlja podporo za visoko{2}}kakovostno proizvodnjo na področjih, kot sta proizvodnja strojev in avtomobilska industrija.