切削加工是基本而又常用的精密加工手段,在機械、電機、電子等各種產業(yè)部分中都起著重要的作用,決定切削加工效率的因素很多如機床、刀具、工件等,其中刀具是最活躍的因素。而刀具耐用度的高低、刀具消耗和加工成本的多少、加工精度和表面質量的優(yōu)劣等等,在很大程度上取決于刀具材料的機械性能和加工性能,因此人們不斷地研究開發(fā)新的刀具材料。但新材料的開發(fā)速度常常與現(xiàn)代切削加工生產要求存在一定的差距,如在高速切削300~1000m/min切削鋼、90~200m/min切削鈦合金等要達到這樣高的切削速度,就要發(fā)展具有更加優(yōu)異的高溫力學性能、高化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性及高溫熱抗振性的刀具材料,加速刀具材料的研究與開發(fā),合理選用刀具材料是推動高速切削技術廣泛應用的重要前提。
激光加工是激光應用的首要領域,在此領域中激光對物體材料的強化處理占有很重要的位置,特別是對材料表面可進行多種強化處理。
在刀具材料改性中主要應用的是熔化處理,熔化處理是金屬材料表面在激光束照射下成為溶化狀態(tài),同時迅速凝固,產生新的表面層。根據(jù)材料表面組織變化情況,可分為合金化、溶覆、重溶細化、上釉和表面復合化等。激光熔凝是用適當?shù)膮?shù)的激光輻照材料表面,使其表面快速熔融、快速冷凝,獲得較為細化均質的組織和所需性質的表面改性技術。它具有以下優(yōu)點:
1.表面熔化時一般不添加任何金屬元素,熔凝層與材料基體形成冶金結合。
2.在激光熔凝過程中,可以排除雜質和氣體,同時急冷重結晶獲得的雜志有較高的硬度、耐磨性和抗腐蝕性。
3.其熔層薄、熱作用區(qū)小,對表面粗糙度和工件尺寸影響不大。有時可不再進行后續(xù)磨光而直接使用。
4.提高溶質原子在基體中固溶度極限,晶粒及第二相質點超細化,形成亞穩(wěn)相可獲得無擴散的單一晶體結構甚至非晶態(tài),從而使生成的新型合金獲得傳統(tǒng)方法得不到的優(yōu)良性能。
5.光束可以通過光路導向,因而可以處理零件特殊位置和形狀復雜的表面