汽车模具激光淬火技术的应用

2018-07-12马明杰华晨中华汽车公司

消费导刊 2018年9期

马明杰华晨中华汽车公司

汽车工业生产过程中，大部分的汽车零部件都离不开对汽车模具的使用。在对汽车模具进行加工时，淬火是必须要进行的过程，可以说淬火技术的高低直接影响着汽车模具的质量和精度，也是汽车零部件能否顺利生产的重要因素。而汽车模具的使用寿命的长短也需要通过进一步的改善淬火技术、用更为妥善合理的淬火方法来满足汽车零部件生产过程中对汽车模具的使用要求。

一、传统淬火技术

传统的常规整体淬火技术因为淬火面积过大，使得模具并不能均匀的受热或冷却，所以模具表面在淬火后通常会出现细缝、硬质、或凹陷等瑕疵，也使得汽车模具的表面耐磨性和表面硬度没能达到零部件加工的要求，开始逐渐的被汽车生产行业所淘汰。

二、激光淬火技术的优点

激光淬火技术之所以能代替传统淬火技术应用在汽车模具的制造上，主要是因为激光淬火技术有着传统淬火技术不能与之匹敌的优点，这些优点的存在不仅使生产的汽车模具的质量大幅度的提升，还使汽车模具的生产周期大幅度的降低，也就进一步的缩短了汽车制造的生产周期，为汽车制造行业带来了更大的利润。下面就对激光淬火技术的优点进一步的进行分析阐述。

（一）快速加热和冷却。激光淬火技术之所以能够代替传统的整体淬火技术，第一点，也是最为重要的一点就是激光淬火技术有着快速加热和冷却的能力。在使用激光淬火技术时会用到激光束，而激光束同时还具有单一频率、良好的集聚性和大密度能量等特点，在使用激光淬火技术对汽车模具的表面进行淬火工作时，就能够在短时间内将充足、大量的热能照射在模具表面特定的操作区域，使得模具表面温度能够在短时间内快速升高，在淬火工作结束后，模具也可以快速的被冷却下来，节省了大量的升温降温的等待时间，提高了操作工人的工作效率，也缩短了模具生产的周期。

（二）可实现自冷淬火。激光淬火技术可以实现自冷淬火的作用，而且淬火过程中产生变形的可能是相对较小的。由于激光束的面积较窄，而且能量相对集中，使得在淬火过程中不会轻易的被相邻区域的金属层的热量所影响，被加热的区域也不会产生加热不均匀的情况。同时，表面淬火层在极短的时间内被加热和冷却，就不再需要用其它的介质对其进行催化，因此淬火产生的变形小，淬火后产生的余力也较小。

（三）硬度高、耐磨性好。汽车模具在经过激光淬火技术加工后，其硬度较高、耐磨性能也比较好。由于在传统淬火技术中，对表层金属进行加热时，不能够对加热的时间和温度进行很好的控制，使得汽车模具的金属表层很容易因为过度淬火出现脱碳、氧化等现象，降低了汽车模具的表面硬度和耐磨性，使汽车模具的使用寿命大幅度的降低。而激光淬火技术不仅能够精确地对淬火的时间和温度进行掌控，还可以使用淬火涂料对淬火区域进行覆盖保护，大大降低了表面淬火层出现氧化脱碳的情况，使得汽车模具的硬度和耐磨性都比较好，相对的使用寿命也比较高。

（四）表面质量高。激光淬火技术相对于传统淬火技术来说，最为明显的优势就是能够对汽车模具的晶体组织结构进行改善。汽车模具在使用激光淬火技术进行处理后，会形成马氏晶体，还会使得马氏晶体的质地细致而均匀，相对于传统的淬火技术位错的密度也是比较大的。这样的改变使得汽车模具的表面硬度被大幅度的提高，实现其高耐磨性的作用，综合力学的性能也会进一步的提高。使用激光淬火技术将汽车模具进行处理后，模具表面的粗糙程度不会有太大的变化。

三、激光淬火技术的应用

某汽车重型车辆责任有限公司有部分汽车模具在使用过程中出现了模具寿命短、产品表面质量差、棱角极易磨损等情况。而造成以上情况的原因就在于，该公司采用传统的淬火工艺来强化模具棱线，处理后的表面硬度为25～55HRC，由于传统的淬火工艺不能够使模具均匀的受热，使得汽车模具的工作型面不仅硬度较低，而且硬度分布还不均匀，汽车模具在使用过程中由于磨损和粘连，使得拉延模表面产生积瘤，进而使得冲压件表面质量受到影响，而该公司在问题出现后，还多次采用火焰淬火的技术对汽车模具进行修复，使得汽车模具表面出现严重的脱碳现象。

针对上述情况，综合汽车模具的使用情况以及模具表面存在的情况，在对几种不同材料的模具进行激光淬火后，发现几种模具的综合性能在经过激光淬火后，相对于火焰淬火后的综合性能提高了不少。汽车模具在经过激光淬火技术加工处理后，表面光洁度较好，也没有拉毛缺陷的存在。

汽车模具在经过激光淬火技术处理后，横截面硬化层的金相组织中的马氏体晶粒相对于火焰淬火后的晶粒度要细小，而且组织致密更均匀。这种组织结构也是能够使汽车模具表面能够获得较高的表面硬度的主要原因，其表面硬度可以达到60HRC。

模具在经过激光淬火处理后，其耐磨性被大幅度的提高，冲压件数提高了3～10倍不止，而冲压件被拉伤的情况出现的可能性也几乎为零，表面的粗糙度大幅度降低，也进一步的节约了抛修模具的工时。之后又对汽车的左右长侧围外板、左右车门内板以及侧盖板进行了激光淬火技术的处理，使得这家公司取得了较好的淬火效果和经济效益。