[发明专利]用于形状复杂的部件的表层硬化的方法和装置

权利要求书

1.一种用于借助于多个能量作用区而将形状复杂的部件表层硬 化的方法，其特征在于，能量作用区(2)在不同的、空间和时间上相分 开的轨道(5)上借助于协同工作的运动系统(6)以如下方式被引导，即， 使得，通过单独温度场(3)的叠加，产生统一的、完全包括所述部件(1) 的功能面(21)的温度场(4)，在所述温度场(4)内，所述部件(1)稍后的硬 化区(8)的每个表面元件(7)至少一次达到所选择的奥氏体化温度范围 ΔT_a，且单独温度场3.1至3.n(3)的最高温度T_maxn之间的时间上的间隔Δt 小于最高温度T_maxn和马氏体开始温度MS之间的时间差Δt_ms。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，单独的能量作用区 (2)的功率密度分布(16)相应地独立地与局部散热条件和所期望的硬化 宽度(19)及硬化深度(20)相匹配。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用激光辐射以 产生所述单独温度场(3)。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功率密度分布 (16)与所述局部散热条件和所期望的硬化宽度(19)及硬化深度(20)的 匹配通过合适的部分散焦的激光光束(17)的震荡来进行，且用于激光 光束震荡的振动函数以依赖于地点的方式通过运动系统(6)的控制而 被操控或产生。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，使用感应能以产 生所述单独温度场(3)。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述功率密度分布 (16)与所述局部散热条件和所期望的硬化宽度(19)及硬化深度(20)的 匹配通过单独的感应器(15)之间的重叠或间距的调节和/或所述单独的 感应器(15)至所述部件(1)的耦合间距的调节来进行且通过运动系统(6) 的运动程序来实现。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述统一的温度 场(4)通过激光辐射和以感应的方式所产生的功率密度分布的同时的 作用而实现。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对部分地在空间 上分开地布置的或分叉的功能面(21)的情况，所述功率密度分布(16) 以如下方式调节，即，使得其分开地包括所述功能面的相应的部分面， 并且在所述部分面的不同的路径长度的情况下，单独的进给速度(22) 以如下方式调节，即，使得所述分开的功能面的单独温度场(3)在达到 其结合点时具有时间间隔Δt_n＜Δt_ms。

9.一种用于借助于多个能量成形单元而将形状复杂的部件表层 硬化的装置，其特征在于，所述能量成形单元(9)与用于光学的或电磁 的辐射的一个或多个能量源(10)相连接且相应地各自紧固在分开的但 协同工作的运动系统处并且包含允许在3D轨道运动期间改变能量源 的功率密度分布的技术器件，其中，相应地各自紧固在分开的但协同 工作的运动系统处的能量成形单元(9)通过横向于能量作用区的进给 方向的非谐和的振动函数的使用而产生非对称的功率密度分布。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，用于光学辐射的所 述能量源(10)为激光器(12)。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述激光器(12) 借助于光导纤维(13)相应地与一个或多个射束成形单元(9)相连接。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述能量源(10)为 纤维耦接式高功率二极管激光器。

13.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述射束成形单 元(9)含有激光光束扫描器(24)且该激光光束扫描器(24)与所述运动系 统的控制单元(25)相连接。

14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，用于电磁辐射的所 述能量源(10)为感应发生器(26)，且所述能量成形单元(9)为感应器 (15)。