刀具材料激光表面改性国内外研究概况

2008/10/7/9:26来源：中国五金网    目前国内外与此相关的文献较多，如利用XeCl准分子激光器（波长308nm）照射Al2O3-SiC纳米复合陶瓷试样，能量密度在0.8J/cm3～6.0J/cm3范围内，照射后，表面缺陷消除，形成连续分布的光滑平整的熔化层，并出现亚稳相γ-Al2O3，由于表面形貌的改善和结构的变化,使表面韧性得到提高。W18Cr 4V车刀表面经激光涂覆处理后，对于深切削、快速切削和切削特硬，耐磨性有明显的提高，若以后刀面磨钝为标准,提高近250％；若以前刀面磨钝为标准,提高200％；若以破损为标准，提高近100％。此外车刀前刀面激光处理后，后刀面的耐磨性有明显增长；后刀面激光处理后，前刀面抗月牙洼磨损能力也有一定的提高，但增长幅度不及前者。北京工业大学的宣崇武、张连宝利用激光表面合金化新技术，改变木材加工刀片的表面成分，以提高刀片韧性。激光表面合金化所得的合金化层与刀片基体之间是一种冶金结合，结合力优于各种喷涂层。最佳产品一次刃磨平均产量<20t，但刀片本身折损率>30％。激光合金化处理后的刀片，一次刃磨寿命比最佳产品平均提高3倍左右，且刀刃不崩、不卷、不折断，稍加磨刃可继续使用。无锡冶金机械厂的李良福在用激光加工法提高刀具耐用度的经验证实，激光强化对改善各种刀具的工作能力有较好的效果。例如T8A、T10A、CrWMn和9Cr钢模具的耐用度可提高若干倍，成型模的寿命较一般热处理后的使用寿命可提高15-19倍，较氮化钴耐磨层的模具提高0.5-1倍。前苏联曾对WC85%+Co15%和WC92%+Co8%两种硬质合金粉末进行激光熔覆试验，使用35-30J的固体脉冲激光和0.1，0.5，1-3Kw的连续CO2激光器，扫描速度2.2-17mm/s，在Y8A工具钢基体上熔覆（WC92+Co8）粉末所得最高显微硬度为HV1180。KJ.Schmaxtjko利用准分子激光对陶瓷材料(Al2O3、ZnO2、Si3N4)的表面直接进行重熔改性，结果表明：陶瓷材料的表面粗糙度从激光改性前的10-15μm，下降到1-4μm，且孔隙率大大下降。A.Detitbon的重熔方式可使表面裂纹和孔隙至少下降50%。  

    最近几年，激光对各种刀具材料表面强化都有不同程度的报导[5,6]，也有人直接研究了激光对高速刀具的表面强化，虽然激光合金化和熔覆陶瓷层已经取得了关键性的进展，但是在工业实际批量化应用较少，特别是在刀具材料改性方面。