Welche Materialien kann ich Laserstrahlhärten?

Stahl mit mindestens 0,45 Prozent Kohlenstoffgehalt (0,45C). Ist der Kohleanteil geringer, kann nur eine geringere Härte erzielt werden. Befindet sich keine Kohle im Eisen, spricht man von Ferrit, nicht von Stahl. Jeder Stahl besitzt ein spezifisches ZTU-Diagramm (Zeit-Temperatur-Umwandlungsschaubild). Anhand des ZTU lässt sich sehr gut erkennen, welche Härten erreicht werden können. Das Diagramm verrät auch, in welcher Zeit von der „hohen“ Temperatur auf die „niedrige“ Temperatur gekühlt werden muss, um das gewünschte martensitische Gefüge und somit die Härtung des Stahls zu erhalten.

Welche Härte kann erreicht werden?

Die erreichbare Härte ist immer abhängig vom Grundmaterial. Generell wird immer die maximale Härte des Grundwerkstoffes erreicht.

Was sind die Vorteile beim Laserhärten?

Laserhärten ist ein verzugsarmes Verfahren. Lokal begrenzte Funktionsflächen, Kleinserien und Einzelteile lassen sich präzise härten, wobei keine Abschreckmedien erforderlich sind. Das Werkstück kühlt sich selbst ab. Die Oberflächentemperatur der Härtezone ist immer gleichbleibend, wodurch eine hohe Oberflächenhärte bei gleichzeitig zähem Werkstoffkern erreicht wird.

Was ist die maximale Vorschub-Geschwindigkeit?

Generell liegt die Geschwindigkeit beim Laserstrahlhärten bei 2-5 mm/s. Durch die Vorschub-Geschwindigkeit und die Laserleistung werden Härtegrad und Eindringtiefe beeinflusst. Bei hohem Vorschub und hoher Leistung härtet die Oberfläche stark, allerdings nicht sehr tief. Ein langsamer Vorschub mit weniger Energie-Eintrag erreicht eine höhere Eindringtiefe.

Können bereits gehärtete Materialien noch härter gemacht werden?

Die meisten Materialien, die lasergehärtet wurden, lassen sich ein zweites Mal härten. Meistens jedoch mit einem kleinen Härteverlust, denn je nach vorherigem Härteverfahren bilden sich Spannungen im Werkstück, die das Härteergebnis beeinflussen.

Trempe laser

Trempe superficielle de précision avec les machines lasers d’ALPHA LASER

Le procédé de trempe laser permet d’influer de manière ciblée sur les composants soumis à de fortes pressions et les composants de machines métallique afin de diminuer leur usure et leur déformation. L’installation de trempe laser mobile d’ALPHA LASER scanne et trempe la pièce de travail correspondante avec précision en s’adaptant parfaitement aux contours, sans nécessité de la démonter. Notre système de trempe laser AL-ROCK s’installe de manière flexible directement sur la pièce de travail : un gain de temps et de coûts dont votre production ne peut que tirer avantage.

La trempe superficielle par laser est le procédé le plus rapide de traitement de matériaux au laser pour créer des composants métalliques résistants, trempés sans déformation. L’installation de trempe laser AL-ROCK est non seulement un système de trempe laser efficace, mais peut également être utilisée comme appareil de soudage au laser pour soudure de recharge par poudre à l’aide des accessoires adaptés. Faites le choix d’une trempe laser flexible et précise avec une technologie laser de pointe et des appareils lasers de haute qualité pour la fabrication d’outils, la construction de machines et bien d’autres domaines.

Principes de fonctionnement du procédé de trempe laser

Lors de la trempe laser, le rayon laser avec taille réglable est guidé sur les surfaces à tremper par un robot. L’apport d’énergie du laser s’effectue directement sur la surface de la pièce de travail. Cette couche superficielle est alors réchauffée à la température de trempe nécessaire très rapidement et de manière localisée. Les atomes de carbone changent de position dans la maille métallique en raison de la température élevée, le phénomène d’austénitisation se produit.

Immédiatement après le réchauffement, le volume froid du composant refroidit cette section du matériau (auto-refroidissement) et assure la fixation durable de la structure métallique austénitisée.

On obtient de la martensite, une structure métallique très dure qui apparaît très fine au microscope, qui entraîne une augmentation de la dureté du matériau.

L’utilisation de notre système laser AL-ROCK de trempe laser permet d’obtenir une surface durcie localisée avec un cœur ductile et des zones non impactées à proximité. La résilience du matériau de base est préservée. Possibilité de largeurs de trace de trempe d’1 à env. 100 mm en fonction de la puissance du laser et du système laser. La profondeur de trempe possible est d’env. 0,6 – 0,8 mm. Elle peut même atteindre jusqu’à 2 mm pour certains matériaux, en fonction du volume du composant.

Les avantages de la trempe au laser peuvent être résumés comme suit :

Les zones soumises à l'usure peuvent être trempées avec précision et selon les contours.
Zone périphérique dure, noyau tenace
Trempe rapide en raison du volume de la pièce
Aucun fluide de refroidissement nécessaire
Faible déformation
Réduction, voire économie, des retouches grâce à la formation de la trace de trempe au moyen d'un gaz de protection
Traces de trempe sur les arêtes de coupe, les glissières, les rainures et les surfaces de forme libre possible avec des transitions continues sur toutes les géométries
Possibilité de trempe dans un environnement atmosphérique sans utilisation de gaz de protection

Avantages

Lors de la trempe au laser à l'aide d'un robot mobile, la pièce ne doit pas être démontée.
et peut être traitée sur place, ce qui représente un énorme gain de temps.

Autres avantages de la trempe superficielle au laser :

Aucun transport des pièces, des outils de presse et des moules n'est nécessaire.
Le processus est indépendant de la taille des pièces, des outils de pressage et des moules.
Suppression des coûts d'emballage, de transport et d'assurance transport des composants
Évitement d'éventuels dommages dus au transport
La pièce ne doit pas obligatoirement être démontée
Le client du prestataire de services peut accompagner directement le processus
La réception et le contrôle qualité peuvent être effectués directement après la fin de la trempe au laser. Les éventuelles retouches ou modifications sont effectuées immédiatement.
Des tâches supplémentaires spontanées pourraient également être effectuées directement

Avantages

Trempe laser et superficielle avec les systèmes lasers d’ALPHA LASER: rapidité, précision et économies

En particulier en ce qui concerne les gros outils de la technologie de formage, la trempe laser représente un procédé très économique et extrêmement rapide permettant de durcir la couche superficielle, puisqu’elle permet la trempe partielle de surfaces fonctionnelles sollicitées sélectionnées situées sur la surface de la pièce de travail. L’auto-refroidissement rapide diminue la déformation du matériau lors de la trempe laser : nos appareils de trempe laser travaillent presque sans déformation. Afin que la chaleur générée par le processus de trempe laser puisse être contrôlée, il est également possible de tremper les arêtes de coupe et les rayons étroits, sans risque de fusion.

Il est également tout à fait possible d’effectuer une trempe laser parfaitement adaptée aux contours sur les rainures, les surfaces de forme libre et autres formes géométriques. La trempe superficielle effectuée à l’aide de nos machines lasers réduit le nombre de retouches nécessaires sur la pièce de travail et permet de réaliser facilement des tâches supplémentaires spontanées.

Il est par ailleurs possible, en option, de réaliser des trempes sous gaz de protection pour diminuer encore le faible taux de retouche.

Quels sont les matériaux que je peux tremper au laser ?

L'acier contenant au moins 0,45 pour cent de carbone (0,45C). Si la teneur en carbone est inférieure, seule une dureté moindre peut être obtenue. S'il n'y a pas de charbon dans le fer, on parle de ferrite et non d'acier. Chaque acier possède un diagramme ZTU (diagramme de transformation temps-température) spécifique. Le ZTU permet d'identifier très facilement les duretés qui peuvent être atteintes. Le diagramme révèle également en combien de temps il faut refroidir de la « haute » température à la « basse » température pour obtenir la structure martensitique souhaitée et donc la trempe de l'acier.

Quelle dureté peut être atteinte ?

La dureté pouvant être atteinte dépend toujours du matériau de base. En général, la dureté maximale du matériau de base est toujours atteinte.

Quels sont les avantages de la trempe au laser ?

La trempe au laser est un procédé à faible déformation. Des surfaces fonctionnelles localisées, des petites séries et des pièces individuelles peuvent être trempées avec précision, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser des agents de trempe. La pièce se refroidit d'elle-même. La température de surface de la zone de trempe est toujours constante, ce qui permet d'obtenir une dureté de surface élevée tout en conservant un noyau de matériau tenace.

Quelle est la vitesse d'avance maximale ?

En règle générale, la vitesse de trempe au laser se situe entre 2 et 5 mm/s. Le degré de dureté et la profondeur de pénétration sont influencés par la vitesse d'avance et la puissance du laser. Avec une avance et une puissance élevées, la surface durcit fortement, mais pas en profondeur. Une avance lente avec un apport d'énergie moindre permet d'atteindre une profondeur de pénétration plus élevée.

Les matériaux déjà durcis peuvent-ils être rendus encore plus durs ?

La plupart des matériaux qui ont été durcis au laser peuvent être durcis une deuxième fois. La plupart du temps, cependant, avec une légère perte de dureté, car selon le processus de durcissement précédent, des tensions se forment dans la pièce, ce qui influence le résultat du durcissement.

Soudage au laser