激光相變硬化工藝及參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、激光相變硬化技術(shù)在零件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、易變形、或選擇性局部處理等常規(guī)淬火難以勝任場合下的零件表面硬化處理中具有獨(dú)特優(yōu)勢。本文重點(diǎn)針對激光相變硬化研究中的激光掃描工藝及參數(shù)優(yōu)化控制問題開展了比較深入的理論與實(shí)驗(yàn)研究。 首先，比較全面地論述了激光相變硬化質(zhì)量指標(biāo)，根據(jù)屬性將其劃分為三大模塊，采用層次模型建立了質(zhì)量指標(biāo)體系，提出了質(zhì)量控制總體決策框架模型； 其次，通過對激光掃描溫度場分布特征的理論分析、并結(jié)合實(shí)際硬化層分布特點(diǎn)，

2、提出了分別采用工件縱、橫截面內(nèi)的溫度場模型進(jìn)行硬化層分布模擬的方法，建立了相關(guān)理論模型，并進(jìn)一步提出了采用輔助熱源考慮工件邊界條件的影響，通過將兩個(gè)模型整合，建立了三維硬化層分布快速模擬的有效方法； 第三，通過實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，對激光功率P和掃描速度ν與硬化層深及表面硬度之間的內(nèi)在關(guān)系開展了較為深入、系統(tǒng)的研究，重點(diǎn)探討了激光掃描工藝參數(shù)變化對層深及硬度影響的敏感性，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析，給出了合理解釋；

3、第四，對相變硬化層分布形態(tài)和激光掃描進(jìn)出端層深差異問題開展了理論和實(shí)驗(yàn)研究，探討了改善硬化層分布均勻性的途徑和方法，提出了通過合理選擇P-ν組合、采用分段變速掃描工藝以改善硬化層分布整體均勻性的可行方法； 第五，建立了以層深、表面硬度和硬化層分布均勻性為綜合目標(biāo)的激光掃描工藝及參數(shù)優(yōu)化決策框架模型，提出了具體優(yōu)化方法，并從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面驗(yàn)證了該優(yōu)化方法的可行性； 最后，研究開發(fā)了激光相變硬化模擬與參數(shù)優(yōu)化的可視化程序模