レーザー表面硬化処理は、バンパー絞りダイボンディングの付着不良を解決する有効な方法の 1 つです。 レーザー処理は、従来の火炎焼入れに比べて、金型の表面硬度をさらに向上させ、表面の固着防止能力を高めることができます。
レーザー表面強化技術は現在主に 2 つの方法で応用されています。1 つは金型表面のレーザー焼入れ硬化であり、もう 1 つは金型表面の局所的な損傷部分のレーザー溶接修復です。 この技術は、新車金型と使用中の金型の両方で、ほとんどの自動車絞り金型に適しています。 金型材質は各種ねずみ鋳鉄、クロムモリブデン合金鋳鉄、空冷鋼を取り揃えております。 繰り返し補修溶接や火入れを行った金型にも大きな改善効果があります。
1. レーザー加工の原理
レーザー相変化焼入れは、高エネルギー(104~105W/cm2)のビームがワークを高速に走査するため、照射された金属表面は相変化点以上、溶融温度以下まで極めて急速に上昇します(加熱速度は上昇します)。最大105~106℃/s)。 レーザー光が照射部を離れると、熱伝導の効果により冷たい基板が急速に冷却され、自冷焼入れ(冷却速度は105℃/sに達する場合もあります)を行い、ワークの表面変態硬化を実現します。 。 このプロセスは急速加熱および急冷下で完了するため、超微細粒径の硬化層組織が得られます。 組織は非常に微細なラスマルテンサイトと双晶マルテンサイトであり、従来の熱処理硬さに比べて大幅に高い硬さを示します。 2. レーザー相変態硬化組織(ガイド:高強度ファスナー製品の加工時に発生する主な問題点)
レーザー変態硬化後の微細構造は明らかに微細化されており、非常に微細な転位マルテンサイトと双晶マルテンサイト構造であり、ラスマルテンサイト転位密度が非常に高く、より多くの残留オーステナイト体を含んでいます。 結晶粒微細化により結晶粒界の数が増加し、疲労亀裂の進展が阻害されるとともに、結晶粒微細化により炭化物が分散・分布するため、交番応力下における不均一滑りの程度が減少し、疲労亀裂核の発生が抑制されます。遅れています。 ;一方、マルテンサイト ラス間に位置する残留オーステナイトは延性相です。 伝播する亀裂が延性相に遭遇すると、伝播が妨げられ、亀裂の核生成と伝播速度が遅れます。レーザー変形により表面が硬化され、数百メガパスカルの残留圧縮応力が生成され、材料の疲労強度が向上します。 したがって、レーザー相変態硬化は、金型の摩耗破損、疲労破損、局所的な塑性変形の問題を効果的に解決し、金型の耐用年数を延長できます。
金型のレーザー表面強化の利点は、金型の作業面の性能を向上させるだけでなく、マトリックス材料の性能を変化させないことです。 さらに重要なのは、硬化層の硬度が均一であり、層が深いことです。強化された部品の機械的性能パラメータをより正確に制御できるようになり、従来のプロセスでは処理が困難な一部の部品の実装が容易になります。
3. レーザー加工金型の用途
金型の表面処理プロセスは非常に大きな成果を上げています。 次に、トラックサイドアウターパネル、ドアインナーパネル金型、商用車サイドウォール、フロントウォール、バックドアアウターパネル金型を段階的に、バッチで加工しました。
レーザー加工技術は、表面処理を行わずにデバッグして完成した金型にも適用できます。 例えば、輸入されたドイツBMWの新型5シリーズ車のサイドパネル、ドアインナーパネル、トランクカバー、ヘアカバーアウターパネルなどの金型です。 ドイツの金型は、納品された金型の表面を熱処理せずに少量生産するのが特徴です。 大型被覆部品の絞り金型の表面は火炎焼入れされており、温度場の影響が大きく、局所的な隆起やプロファイルの変形が生じやすい。 車の金型には適しません。
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