O principio, as características e a aplicación da tecnoloxía de refrixeración láser

O temperado por láser é un proceso de vangarda que emprega raios láser de alta enerxía para quentar as superficies dos materiais máis alá dos seus puntos de transición de fase. A medida que o material arrefría de forma natural, a austenita transfórmase en martensita, creando unha capa endurecida cunha dureza e resistencia ao desgaste excepcionais na superficie do produto. Esta técnica modifica significativamente a microestrutura e as propiedades das superficies das pezas de traballo sen comprometer o rendemento xeral do material base, conseguindo unha mellora localizada da resistencia mediante un procesamento térmico controlado.

As características do temperado superficial por láser inclúen:

Alta densidade de potencia: o tempero superficial láser usa un raio láser enfocado como fonte de calor para quentar rapidamente a superficie da peza e formar austenita.

Quecemento e arrefriamento rápidos: o proceso consegue un quecemento rápido en cuestión de segundos (normalmente de 0,01 a 0,001 segundos), o que minimiza eficazmente a deformación da peza. Este método de temple limpo e eficiente elimina a necesidade de auga ou aceite como axentes refrixerantes. En comparación cos procesos de endurecemento por indución, endurecemento por chama e cementación, o temple por láser proporciona unha capa endurecida uniformemente cunha dureza superior (normalmente de 1 a 3 HRC superior ao temple por indución).

Deformación mínima da peza: o proceso rápido de quecemento e arrefriamento minimiza a deformación da peza, o que permite un control preciso da profundidade e a traxectoria do quecemento. Isto permite a automatización sen necesidade de bobinas de indución personalizadas para diferentes tamaños de peza, segundo se precise co endurecemento por indución. Tamén elimina as limitacións de tamaño do forno asociadas aos tratamentos térmicos químicos como a cementación e o temple para compoñentes grandes. En consecuencia, o endurecemento por láser está a substituír cada vez máis os métodos tradicionais como o endurecemento por indución e o tratamento térmico químico en diversas aplicacións industriais. En particular, o endurecemento por láser provoca unha deformación insignificante do material antes e despois do tratamento. Para pezas metálicas de alta temperatura onde as temperaturas de temple coinciden estreitamente cos puntos de fusión, o endurecemento superficial baseado na indución a miúdo dana as esquinas ou as áreas irregulares, o que leva a residuos. O endurecemento superficial por láser evita esta limitación por completo.

Polo tanto, é especialmente axeitado para o tratamento superficial de pezas con requisitos de alta precisión. A peza tratada non precisa ser rectificada e pódese usar como último proceso de acabado.

Adecuado para formas complexas: pódese usar para compoñentes de formas complexas como orificios cegos, orificios internos, ranuras pequenas, pezas de paredes finas, etc. Gran versatilidade: debido á gran profundidade de enfoque do láser, non hai restricións estritas sobre o tamaño, as dimensións ou a superficie das pezas durante o temple. Pola contra, o temple de media-alta frecuencia existente require sensores de indución feitos á medida para varias pezas;

A profundidade das capas endurecidas por láser adoita oscilar entre 0,3 e 2,0 mm dependendo de factores como a composición do material, as especificacións, as características da superficie e os parámetros clave do procesamento. Ao realizar tratamentos de temperado en colos de eixe de grandes engrenaxes de transmisión ou compoñentes do eixe do motor, a rugosidade da superficie permanece esencialmente inalterada. Isto elimina a necesidade de mecanizado posterior ao procesamento para cumprir requisitos operativos específicos.

O temperado láser emprega dous métodos de dixitalización: a dixitalización de banda estreita con puntos circulares ou rectangulares e a dixitalización de banda ancha con puntos lineais. A anchura da zona endurecida na dixitalización de banda estreita coincide estreitamente co diámetro do punto, normalmente dentro dos 5 mm. Para aplicacións de endurecemento de áreas grandes, requírense dixitalizacións secuenciais onde as zonas superpostas crean bandas de abrandamento temperadas. A anchura destas bandas depende das características do punto, e os puntos rectangulares uniformes xeralmente producen bandas máis pequenas. Para mitigar os efectos adversos das bandas de abrandamento, emprégase a tecnoloxía de dixitalización de banda ancha. Este método transforma os puntos circulares enfocados en lineais, o que amplía significativamente a anchura de dixitalización.

A investigación, o desenvolvemento e a aplicación da tecnoloxía de temperado láser atópanse actualmente nunha fase ascendente, aínda que persisten os desafíos no procesamento de pezas de formas complexas. Non obstante, como innovación de tratamento térmico de vangarda, o temperado láser permite acadar obxectivos técnicos que os métodos tradicionais de temperado superficial teñen dificultades para acadar. Cabe destacar que este proceso elimina a necesidade de medios de refrixeración durante a produción, o que se aliña co compromiso da industria global cos estándares de "baixa oxidación e fabricación respectuosa co medio ambiente". Resulta particularmente eficaz para o tratamento térmico superficial de varios compoñentes mecánicos, incluíndo bordos de ferramentas de corte, superficies de selado de válvulas, engrenaxes pequenas, moldes en miniatura, pezas de automóbiles, aneis de engrenaxes, guías de máquinas-ferramenta, eixes de motor e eixes redutores.