Lazer Sertleştirme

LAZER YÜZEY SERTLEŞTİRME

Lazer yüzey sertleştirme, içeriğinde %0,2’den fazla karbon bulunan çeliklere ve dökme demirlere uygulanan bir ısıl işlem prosesidir. Sertleştirme işlemi için parça yüzeyi ergime sıcaklığının altında bir değere kadar (900-1400○ C), saniyede 1000K sıcaklık artışı ile ısıtılır. Hedeflenen sıcaklığa ulaşıldığı zaman lazer ışını, yüzeye normalinden bakarak, sabit hızla ilerlemeye başlar. İşlem boyunca yüzey sıcaklığı pyrometre ile sistem tarafından sürekli takip edilir ve lazer gücündeki küçük değişiklerle sıcaklık sabit tutulur. Lazer ilerledikçe yüzeye, işlem yönü boyunca homojen bir ısı dağılımı olur. Yüksek sıcaklık, parçanın atomlarının kafes yapısının değişmesine neden olur ve östenitik yapı elde edilir. Lazer ışını ısıtılan bölgeyi terk ettiği anda, aşırı yüksek hızda ısınma nedeniyle hala soğuk kalmış olan parçanın iç kısmına doğru ısı transferi gerçekleşir ve yüzey aniden soğur. Bu hızlı soğuma malzemenin kafes yapısının eski haline dönmesine engel olur ve yüzeyde, yüksek sertlik değerlerine sahip olan martenzitik yapı oluşur.

Homojen ısı dağılımı sonucu aynı zamanda homojen iç yapı da elde edilir. İç yapının düzenli, homojen ve küçük taneli oluşu, yüksek sertliklerde oluşan gevreklik problemini de ortadan kaldırır. İşlem sonucu ulaşılacak sertlik değeri malzemenin karbon içeriği ile doğrudan ilgilidir.

Lazerin temas ettiği yüzeyde sıcaklık artış hızı çok yüksek olduğu için malzemenin geneline etki eden ısıl yük düşüktür. Bu nedenle şekil deformasyonu minimum düzeydedir. Ürünün sadece sertlik alması istenen bölgelerine işlem yapılmasına olanak sağladığı için lazer yüzey sertleştirme, hem parçanın geri kalan kısmının gereksiz yere işleme dahil olmasının önüne geçer. Lokal sertleştirme sayesinde, büyük parçalar için işlemin ekonomik olması anlamına da gelir. Çok küçük boyutlara ve küçük kütleye sahip değilse, çalışacak ölçülere getirilmiş bir ürün, lazer ısıl işlem sonrası herhangi bir işleme gerek duyulmadan çalıştırılabilir. Bu da üretim süresince önemli bir zaman ve işçilik tasarrufu anlamına gelir.