Технология локального закаливания металлических деталей — лазерная закалка.

Лазерная закалка — это технология закалки, при которой лазер нагревает поверхность металлических материалов до температуры выше точки фазового перехода. По мере охлаждения металла аустенит превращается в мартенсит, тем самым упрочняя поверхность материала. Она отличается высокой скоростью нагрева и охлаждения, короткими циклами обработки и не требует использования внешних закалочных сред. Уникальными преимуществами являются малая деформация заготовки, чистая рабочая среда, отсутствие необходимости в финишной обработке, такой как шлифовка, а также отсутствие ограничений по размеру обрабатываемых шестерен в зависимости от размеров термообрабатывающего оборудования.

Лазерная закалка обладает высокой удельной мощностью, высокой скоростью охлаждения и не требует использования охлаждающих сред, таких как вода или масло. Это чистый и быстрый процесс закалки. По сравнению с индукционной закалкой, пламенной закалкой и цементационной закалкой, лазерная закалка обеспечивает равномерный упрочненный слой, высокую твердость (обычно на 1-3 HRC выше, чем при индукционной закалке), малую деформацию заготовки, легкое управление глубиной нагреваемого слоя и траекторией нагрева, а также простоту автоматизации. В отличие от индукционной закалки, она не требует проектирования соответствующих индукционных катушек в зависимости от размеров металлических деталей, а обработка крупных металлических деталей не ограничивается размерами печи при химической термообработке, как при цементационной закалке. Поэтому она постепенно заменяет традиционные процессы, такие как индукционная закалка и химическая термообработка, во многих отраслях промышленности. Особенно важно, что деформация заготовки до и после лазерной закалки практически не затрагивается, поэтому этот метод особенно подходит для обработки поверхности деталей, изготавливаемых на заказ и требующих высокой точности.

Глубина слоя лазерной закалки обычно составляет от 0,3 до 2,0 мм, в зависимости от состава, размера и формы изготавливаемых деталей, а также параметров лазерной обработки. Поверхность зубьев крупных шестерен и шейка крупных валов подвергаются закалке, при этом шероховатость поверхности остается практически неизменной, и для соответствия требованиям реальных условий эксплуатации не требуется дополнительная механическая обработка.

Технология лазерной закалки широко применяется в машиностроительной, нефтехимической, медицинской, аэрокосмической, автомобильной промышленности и т. д. Она может использоваться для упрочнения поверхности различных направляющих, крупных шестерен, цапф, внутренних стенок цилиндров, пресс-форм, колес трения, роликов и деталей роликов. Применяемые материалы – средне- и высокоуглеродистая сталь и чугун.

Зубчатые передачи широко используются в машиностроении. Для повышения несущей способности зубчатых передач необходимо проводить их поверхностное закаливание. Однако традиционные процессы закалки зубчатых передач, такие как химическая обработка поверхности (например, цементация и азотирование), индукционная закалка и пламенная закалка, имеют две основные проблемы: большая деформация после термообработки и трудности с получением равномерно распределенного по профилю зуба закаленного слоя, что влияет на срок службы зубчатой ​​передачи.