Print deze pagina
PrintversieLasertransformatieharden en -herstelgloeien
Het lasertransformatieharden en -herstelgloeien, behoren tot de oppervlaktebewerkingen waarbij het oppervlak niet tot smelten wordt gebracht. Herstelgroeien wordt ook wel annealing genoemd. Herstelgloeien wordt bijvoorbeeld toegepast om koud verstevigd materiaal plaatselijk zacht te maken. De kan dan mechanisch vervormd worden zonder dat scheurvorming optreedt. Bovendien concentreert de vervorming zich beter in het behandelde gebied.
Het lasertransformatieharden wordt voornamelijk togepast op staal en gietijzer met een koolstof percentage van 0.2 tot 1.5% en resulteert in de vorming van martensiet in het oppervlak van het product. Martensiet heeft een hogere corrosieweerstand, vermoeiingsweerstand en een lagere frictieweerstand dan het oorspronkelijke materiaal. De voordelen van laser-transformatieharden t.o.v. conventioneel harden (bijvoorbeeld inductieharden) zijn, dat de warmte-inbreng goed controleerbaar is, de thermische vervorming van het product gering is, er hogere hardheden bereikt kunnen worden en geen nabewerking nodig is.
Omsmelten en verglazen
Bij het omsmelten en verglazen wordt het oppervlak tot smelten gebracht. Als de afkoelsnelheid zo groot is dat er geen tijd is voor kistallisatie en de amorfe vloeistof structuur wordt 'ingevroren' spreekt men van verglazen, anders van omsmelten.
Het doel van omsmelten is het verkrijgen van een fijne en homogene microstructuur van de oppervlaktelaag of het opheffen van porositeiten. Het resultaat is een hogere hardheid en/of corrosievastheid van het oppervlak. Metalen die veel met behulp van de laser worden omgesmolten zijn gietijzer, hypo-eutectisch gereedschapsstaal (met name die stalen met een hoog koolstofgehalte) en non-ferro metalen (met name aluminium).
Wanneer de stollingssnelheid zo groot is dat de tijd voor diffusie en kiemvorming ontbreekt, bezit de laag na stolling een amorfe, glasachtige structuur. Door het ontbreken van korrelgrenzen en defecten is de treksterkte groot, evenals de plastische vervormbaarheid. Voor verglazen worden lasers ingezet met korte pulstijden en hoge piekintensiteiten, of cw-lasers met een hoge bundelsnelheid. Niet alle materialen zijn te verglazen. Veelal zijn hier toevoegingen, zoals borium voor nodig.
Legeren en dispergeren
Tijdens het laserlegeren en -dispergeren wordt er materiaal toegevoegd aan het smeltbad. Kenmerkend voor het laserlegeren is dat het toevoerde materiaal smelt en zich vermengt met het basismateriaal, terwijl bij het dispergeren het materiaal niet smelt.
Laserschokharden
Laserschokharden is een bewerking waarbij ten gevolge van een korte laserpuls (enkele nano-seconden) met een hoge energiedichtheid (circa 109 W/cm2) een akoestische schokgolf ontstaat, die zich voortplant in het materiaal. De akoestische schok ontstaat ten gevolge van de drukgolf die ontstaat bij plasmavorming. Soms wordt een voor de laserstraling transparant materiaal (bijvoorbeeld water) op het oppervlak geplaatst, die de drukopbouw versterkt, omdat het plasma niet kan wegstromen. De schokgolf deformeert het materiaal en zal, bij metalen die werkversteviging vertonen (Al, Ti, Mn), resulteren in een hogere hardheid.
Laserschokharden wordt ook wel laser peening genoemd.
