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레이저 표면 경화

후작업의 감소 및 불규칙한 3D 공작물의 가공 가능성 제공은 레이저 표면경화의 이점입니다.적은 양의 열 유입으로 인해 비틀림이 적고 후작업 비용이 감소되거나 전혀 필요하지 않습니다.

How laser hardening works

레이저 표면경화는 표면경화 방식 중 하나로서 경화가 가능한 철 소재에만 사용됩니다. 여기에는 탄소함량이 0.2퍼센트를 초과하는 스틸 및 주철이 포함됩니다.

공작물을 경화시키기 위해 레이저 빔은 대개 융점 바로 아래까지 약 900 내지 1400도씨 정도 표층을 가열합니다. 목표 온도에 도달하면 레이저 빔이 이동하면서 이송 방향의 표면을 연속적으로 가열합니다. 높은 온도로 인해 금속 격자에서 탄소원자의 위치가 변합니다(오스테나이트). 레이저 빔이 이동하는 즉시 주변 재료가 가열된 층을 매우 빠르게 냉각시킵니다. 이를 자기 냉각이라고도 합니다. 빠른 냉각으로 인해 금속 격자가 초기 형태로 복귀할 수 없고 마르텐사이트가 형성됩니다. 마르텐사이트는 상당히 경질의 금속 조직입니다. 마르텐사이트로의 변형은 경도를 증가시킵니다.

Turbocharger shaft is laser-hardened

레이저 빔이 공작물의 표층을 경화시킵니다. 전형적인 표층 경화 깊이는 0.1 내지 1. 5밀리미터이며 몇몇 소재에서는 2.5밀리미터 이상도 관찰됩니다. 더 깊은 표층 경화 깊이가 형성되기 위해서는 신속한 열 방출 및 경화 구역의 신속한 냉각이 이루어질 수 있도록 둘레 부피가 더 커야 합니다. 경화에는 비교적 낮은 출력밀도가 요구됩니다. 경화 가공 시 공작물은 평평하게 가공되어야 합니다. 따라서 레이저 빔이 가능한 한 큰 면적을 조사하도록 레이저 빔을 성형합니다. 조사면은 일반적으로 직사각형입니다. 스캐너 옵틱도 경화에 사용되는데, 이것은 원형 초점의 레이저 빔을 매우 빠르게 왕복운동시킵니다. 공작물에는 거의 균일한 출력밀도의 라인이 형성됩니다. 이로 인해 최대 60밀리미터 폭의 경화 트랙이 만들어집니다.

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