自從數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)的中間2.0世紀(jì)，它取得了巨大的進(jìn)步。 為了滿足更高的加工技術(shù)要求，數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)。 數(shù)控機(jī)床的高功率和高轉(zhuǎn)速給主軸的設(shè)計和生產(chǎn)帶來了新的問題。 傳統(tǒng)的高頻淬火、主軸整體淬火、局部滲碳等方法只能滿足10000 r / min的轉(zhuǎn)速要求，但是現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速已經(jīng)提高了幾十倍. 由于生產(chǎn)周期長、設(shè)備要求高、功耗高、環(huán)保、工件變形大等限制，傳統(tǒng)方法不能滿足機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速高的要求。 因此，尋找一種新的機(jī)床主軸表面熱處理方法已成為一個重要的課題。

 與傳統(tǒng)的熱處理方法相比，激光熱處理可以滿足上述數(shù)控機(jī)床主軸的新要求。 以普通主軸材料40cr為實(shí)驗(yàn)材料，研究激光處理對其組織和性能的影響。

 實(shí)驗(yàn)材料和方法

 電主軸的材料為40cr，經(jīng)過淬火和回火，主軸的轉(zhuǎn)速為8 - 100，000 rpm。 最后，軸承及其主表面的性能要求為52 ~ 56 HRC，σb = 980 MPa，σs = 780 MPa，δs≥9 %，ψ> 45 %，a > 7j mm - 2.  隨機(jī)附著4個φ80 mm×20 mm的試樣，兩端光滑。

 普通鋼材為10. 6 μm波長激光的吸收率非常低，只有大約30 %. 因此，在CO2激光器實(shí)際用于熱處理之前，分別在主軸和樣品上涂覆一層特殊涂層，以增加其對激光的吸收。

  5kw CO2橫流激光器對樣品進(jìn)行激光熱處理. 其輸出功率( p )為1800 ~ 20000 w，掃描速度為5 mm / s，機(jī)床轉(zhuǎn)速為30r / min，掃描寬度為2 ~ 3. 5毫米。

 在HV - 150 a顯微硬度測試儀上測試表面硬化層的顯微硬度. 通過光學(xué)顯微鏡( om )觀察樣品的金相結(jié)構(gòu)，并測量硬化層的深度和寬度。

3 結(jié)論

 ( 1 )激光熱處理后，硬化層可獲得極細(xì)的馬氏體組織。

 ( 2 )激光淬火后機(jī)床主軸可獲得較高硬度；磨損質(zhì)量損失小于正常淬火的40cr鋼。 改變功率和掃描速度對硬化層的寬度和深度有很大影響。