NR 5	POLITECHNIKA ŚWIĘTOKRZYSKA LABORATORIUM LASEROWYCH TECHNOLOGII METALI	Data: 28.04.97
WOJTYNA DARIUSZ GRUPA 21A	TEMAT: Laserowa obróbka powierzchniowa.	Ocena

LASEROWE OBRÓBKI POWIERZCHNIOWE:

hartowanie,

stapianie warstwy powierzchniowej,

wzbogacanie warstwy powierzchniowej w składniki stopowe,

nakładanie warstwy powierzchniowej.

Hartowanie polega na szybkim lokalnym nagrzaniu powierzchni materiału, po czym zachodzi bardzo szybki ostudzanie strefy nagrzanej przez zimną osnowę stali, a więc są stworzone warunki do bardzo szybkiej krystalizacji i zajścia przemiany martenzytycznej. Celem uzyskania lepszej absorbcji promieniowania laserowego należy najpierw poczernić powierzchnię obrabianego elementu.

Stapianie warstwy powierzchniowej stosuje się w celu poprawienia własności materiału, stosując nagrzanie powierzchni do temperatury topnienia uzyskujemy:

• ujednolicenie struktury,

• drobniejsze ziarno.

Wzbogacanie warstwy powierzchniowej w składniki stopowe polega na wzbogacaniu strefy powierzchniowej stali w niektóre pierwiastki stopowe drogą tzw. wtapiania. Wtapiania dokonuje się z warstw proszkowych, zawiesin itp. Najlepsze efekty uzyskuje się, gdy temperatura topnienia wtapianego pierwiastka jest zbliżona do temperatury topnienia stali (Ni, Si, Cr).

Nakładanie warstwy powierzchniowej polega na tworzeniu nowej warstwy, która osadza się na powierzchni materiału rodzimego.

CECHY HARTOWANIA LASEROWEGO:

• możliwość hartowania miejscowego,

• cienka warstwa hartowania (nie da się zahartować materiału na wskroś),

• chemiczna czystość,

• dobra sterowność,

• brak obróbki wykończeniowej,

• łatwość automatyzacji.

WYNIKI DOŚWIADCZALNE HARTOWANIA LASEROWEGO STALI 45

Materiał	UWAGI	moc [%]	prędkość [m/min]	twardość HV
stal 45	materiał wyjściowy (niehartowany)	-	-	220
stal 45		10	1	232
stal 45		20	1	298
stal 45	moc maksymalna lasera	30	1	670
stal 45	100% = 6.5kW	40	1	627
stal 45		50	1	791
stal 45		100	1	730

Wnioski:

Laserowe hartowanie stali, jest efektywnym procesem pod względem technologicznym, świadczy o tym: nieograniczona trwałość elementu tnącego (wiązki laserowej), duża szybkość hartowania, wysoka jakość powierzchni obrabianej.

Na podstawie wyników doświadczenia można stwierdzić, że duży wpływ na jakość i wygląd powierzchni ma dobór parametrów cięcia, wraz ze wzrostem mocy lasera widoczny jest wzrost twardości warstwy wierzchniej. W przypadku hartowania przy maksymalnej mocy tj. 6.5kW, powierzchnia była nierówna, mogło to zależeć od prędkości przesuwania materiału, Z powodu nierówności pomiar twardości dla 100% mocy należy uznać za nieważną, gdyż brak było powierzchni o jednakowej strukturze zewnętrznej.

---