Härdning innebär att med hjälp av temperaturförändringar göra en metall mer tålig och slitstark. Laser är en utmärkt värmekälla för att härda olika material och har många fördelar jämfört med andra härdningsmetoder. En av de största fördelarna med att härda med laser är den höga precisionen som gör det möjligt att härda specifika områden. Det ger även hög ythårdhet, liten deformation och minimalt behov av efterbearbetning.
Härdning med laser – ökar hårdheten i ett material och reducerar spricktillväxt
Härdning innefattar de metoder som syftar till att öka hårdheten i ett material och reducera spricktillväxt. I härdningsprocessen ingår uppvärmning och avkylning, och det är själva avkylningen som gör att materialet härdas. Rent fysikaliskt handlar det om att värmen omvandlar fasen perlit till austenit. När materialet sedan kyls omvandlas det hastigt till martensit, som är ett mycket hårt material.
Laserhärdning på stål
Härdning används på stållegeringar. För att härdas hettas stålet upp till en viss temperatur, exakt vilken beror både på produktgeometri och uppvärmningsmetod. Vid traditionell härdning hålls stålet vid härdningstemperaturen under en viss tid, den så kallade hålltiden, innan det hastigt kyls ner i vatten, olja eller saltlösning. Då uppstår martensit som ger en mycket hård strukturform på stålets yta. För att göra materialet segare utförs ofta härdningen i etapper.
I samband med traditionell härdning används en värmebehandlingsmetod som kallas anlöpning, som är till för att optimera förhållandet mellan hårdhet och seghet. Genom att efter härdningen åter värma upp stålet till en temperatur under härdningstemperaturen, och sedan långsamt kyla ner stålet, ökar materialets seghet avsevärt. Processen syns på stålets färg, som blir rödaktig.
Laser möjliggör selektiv härdning med hög precision
En effektiv härdningsmetod är att tillföra värme med hjälp av laser. Den huvudsakliga fördelen med laserhärdning jämfört med traditionella härdningsmetoder är att lasern på ett precist och selektivt sätt kan härda mycket specifika delar av materialet. Den begränsade ytan värms snabbt upp av energin från laserstrålen, därefter kyls den uppvärmda zonen ner på ett effektivt sätt av det omkringliggande grundmaterialet. Tack vare laserstrålens höga precision blir eventuella formförändringar mycket små. Därmed blir också behovet av efterbearbetning minimalt. Anlöpning görs även vid laserhärdning, och då används lasern även till själva anlöpningen.
Vad erbjuder Permanova?
Permanova har installerat utrustning för laserhärdning av stora komponenter till grävmaskiner och mindre komponenter för skärande bearbetning. Vi lägger stor vikt vid att förstå kundens behov. I ett projekts initiala skede testas processen i labbmiljö och analyseras tills kunden är nöjd med kvaliteten. Med det som utgångspunkt definieras vad som ska ingå i kundens produktionscell för laserhärdning. Vi levererade vår första station för laserhärdning redan på nittiotalet.
Permanova erbjuder en robotbaserad lösning där en optik formar laserstrålen till en spot med jämn effektfördelning. I en nyckelfärdig härdningsstation bestäms graden av automation tillsammans med kunden. Härdprocessen kan integreras i ett befintligt flöde eller levereras som en fristående laserstation. Både små och stora produkter går bra att laserhärda. Selektiv härdning möjliggör härdning av valda ytor oberoende av produktens storlek.