激光表面淬火是一種利用高能量激光束掃描工件使被掃描的區域表面硬化的技術。這種技術在汽車大型覆蓋件模具表面處理上有著非常重要的作用！

激光淬火的特點

1快速加熱、自激冷卻，綠色環保，可較為容易對大型模具表面進行均勻淬火。

2由于激光加熱速度快，熱影響區小，又是表面掃描加熱淬火，因此被處理的模具變形很小。

3激光束發散角很小，具有很好的指向性，能夠通過導光系統對模具表面進行精確的局部淬火。

4激光表面淬火的硬化層深度一般為0.3～0.7mm，使其應用受到一定的限制。

可選用的激光器：CO2、光纖激光器和Nd：YAG（摻釹釔鋁石榴石激光器），光纖連接的高效二極管激光器等。

工藝參數的選擇

影響激光淬火質量的工藝參數是多方面的，主要有激光功率、掃描速度、光斑尺寸、光束能量分布狀態、吸光涂層種類與厚度等。衡量激光淬火質量的主要指標包括硬化層深度、寬度、硬度及硬化層表面粗糙度。

其之間主要關系有以下幾點：

1）激光在單位時間上作用于模具的功率密度（即比功率E），將決定激光淬火的效果。激光淬火所需的比功率E為102～104W/c㎡·s。比功率E由激光功率P、掃描速度V、光斑尺寸D決定，即E=P·V-1·D-1。在102～104W/c㎡·s的范圍內，功率密度的增加、掃描速度減小、將使模具的硬化層深度、硬度及硬化層表面粗糙度增加。如果功率過大，掃描速度太慢，即比功率太大，超出上述范圍，會造成工件表面熔化、燒損；反之，硬度和硬化層深度會達不到技術要求。

2）激光淬火硬化層寬度由光斑尺寸決定。大面積淬火必須進行多道掃描。通常來說，寬帶掃描比窄帶掃描效率高。

3）光束能量分布主要影響硬化層深度、寬度及組織的均勻性。它由光束模式及導光系統決定。通常，應根據設備的實際情況調整到最佳狀態，以保證硬化層的均勻性。

4）吸光涂層種類及厚度會影響工件對激光能量的有效吸收。目前應用較為成熟的吸光涂層有磷酸鹽涂層、含膠體石墨涂層、氧化物涂層等。在覆蓋工件表面的前提下，涂層厚度越薄越均勻，則效果越好。 

工藝參數確定方法重點是根據設備、軟件的現實狀況，分析其優勢和局限性，結合模具工件的特質，對不同的模具、材質、淬火區域制訂合理的淬火工藝。合理的淬火工藝包括由激光器決定的積分鏡形式的選擇（決定光斑類型從而影響淬火層的寬度和淬火的效率）、功率和掃描速度的配合（影響淬火的硬度、深度、均勻性和表面質量）、吸光涂層的種類和厚度（影響工件對激光能量的有效吸收）等。

久恒光電推出的模具激光淬火設備，采用大功率光纖激光器或半導體激光器，激光器使用壽命長達30000小時以上；特殊定制的勻化光學系統，可以大大提高淬火區域的硬度均勻性；采用高精度工業機器人配合大幅面的加工平臺，實現精準的軌跡控制；連續軌跡示教功能，可以實現對各種形狀模具的激光淬火；可附加地軌外部軸實現大幅面激光淬火；可附加變位機外部軸實現對復雜工件的激光淬火。

汽車覆蓋件模具激光淬火案例