渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究.pdf

维普资讯 第 27卷第 6期 应 用 激 光 Vo1．27，No．6 2007年 l2月 APPLIED LAsER December2007 渗碳淬火零件表面激光合金化后的组织特性研究 阚义德 ， 刘文今 ， 钟敏霖， 马明星， 李敏 ， 张伟 明， 张红军 (清华大学 机械-12程系 先进成形与制造教育部重点实验室 ，北京 100084) 提要 采用 3000W CO!激光器对 12Cr2Ni4A钢渗碳淬火表面进行 了激光合金化处理 。设计 了激光合金化处理 的工艺参数 ， 获得了表面光洁、与基材形成 良好冶金结合 的合金化层 。研究了渗碳淬火层激光合金化处理后的组织特性和显微硬度 。结 果表明，预置 TH 2A型 CSi—B-RE合金化涂层的激光合金化能够显著地改善材料组织 ，显微硬度可达 HV 115O。研究还发 现 ，激光处理后 的零件表层与 内部没有任何裂纹 出现 。研 究表 明，采用合适 的材料设计和工艺参数 ，激光合金化可 以有效地 强化渗碳淬火零件 。进一步为激光熔覆修复渗碳淬火零件提供 了基础资料 。 关键词 激光合金化 ； 渗碳淬火 ； 12Cr2Ni4A； 组织特性 ； 显微硬度 M icrostructureandPropertiesoftheCarburize-quenchedSurfaceafterLaserAlloying KanYide， LiuWen]in， ZhongMinlin， MaMingxing， LiMin， ZhangWeiming， ZhangHong]un (DepartmentofMechanicalEngineering，KeyLaboratoryforAdvancedMaterialsProcessingTechnology， MinistryofEducation，TsinghuaUniversity，Beijing 100084，China) Abstract Laseralloyingwasoperatedoncarburize-quenched l2Cr2Ni4A steelusingacontinuousCO2laser．Crack freeand fineshapedalloyinglayerwhichwasmetaUurgicallybonedwith substratewasfabricatedwithoptimizationofprocessingparam eters．Bothmicrostructureanddistributionofhardnessofthematerialwereinvestigatedafterlaseralloying．Theexperimental resultsshow thatlaseralloyingwithTH一2A typeC—Si—B-RE allyingmaterialascoatim proved theoriginalmicrostructureevi— dently，andthehighesthardnessisprovedtObeHVo21150，much higherthanthatbeforelaseralloying．Alltheseresults show thatlaseralloyingwithoptimizationofmaterialdesignandprocessingparameterscouldbeusedtOstrengthen carburize quenchedparts，anditisafurthersteptOrepairingthiskindofpartsbylasercladding． Keywords Laseralloying； carburize-quenching； 12Cr2Ni4A ； microhardness l 引言 具有过共析成份的渗碳淬火层在经过激光合金 渗