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4.3其他设备和器件的选择..39
4.3.1冷却装置的选择39
4.3.2送粉装置的选择39
4.3.3工件及辅件起吊设备的选择..40
4.3.4实验室环境调控设备的选择..41
第五章实验室布置设计.42
5.1实验室布置设计的内容与原则42
5.2实验室建筑方案的确定43
5.3冷却装置的布置..43
5.4激光器的布置44
5.5机床的布置44
5.6水油电气管路的布置.45
5.7安全保障设备的布置.46
结论..48
致谢..49
参考文献..50
第一章 绪论 1.1研究背景 随着生产的发展，人们对内燃机的性能和使用周期提出了更高的要求，这就意着内燃机的质量需要不断提高。多年来人们一直在寻求各种提高机器质量的途径，世界各国都对其零件以不同角度如改进材质、表面强化、提高加工精度、提高表面质量等进行了各种各样的处理。传统比较成熟的强化方法除了使用新的材料和结构外，还有改进热处理工艺、渗碳、渗氮、喷丸、喷涂等工艺。但常规方法总是在质量、效率、消耗、防污染等一个或者几个方面不如人意，所以在常规方法基础上又增加了一些新的工艺，激光表面改性技术就是其中比较热门的技术之一。 激光表面改性技术是以激光束为热源加热工件，工件表面受高功率密度(104-1012 w/cm2 )激光的照射，吸收激光能量并转化为热能，被迅速(10-3-10-1s)加热到所需温度而内部主体仍处于室温，当能量作用消失后，热量又迅速(107-1010℃/s)向金属内部传导使表面冷却，从而获得所期效果。激光表面改性技术可以提高钢、铁、铝、各种合金等多种材料的耐磨、耐腐蚀、耐疲劳、耐热等多种性能，效率高，消耗少。根据实践，每只缸套激光热处理只耗电3.2KW·h，时间只需要16min[1]。所以激光表面改性技术自诞生以来一直是人们研究的热点，为了更好地改良材料性能，还发展了多样的技术形式。 激光表面改性技术不仅为传统的热处理、表面强化等领域增添了新的方法和内容，而且开辟了激光作用下被作用对象属性及性能的研究等新的学科和研究方向。 虽然在加工中所占比例小，但应用范围广，可以解决许多传统工艺难解决的问题，带来显著的经济效益。
1.2 激光表面改性的发展现状 激光表面改性技术诞生于上世纪六十年代， 一方面生产的发展对材料表面强化工艺的需求越来越高，越来越迫切；另一方面近代激光技术不断发展，都为激光表面改性技术提供了可能性[2]。
1.2.1国外的发展现状 第一台红宝石激光器在1960年诞生，六十年代末，激光就被利用到金属加工的切割、焊接、打孔等领域。七十年代初，大功率连续气体激光器的出现，使得激光加工前景变得明朗。 早在上世纪70年代，通用汽车公司就将CO2 激光器用于激光淬火，先后建立了17条激光热处理生产线，每日可处理零件3万件，耐磨性提高近10倍[2]。此后许多汽车公司如福特等先后建立了激光表面改性生产线用于对汽车发动机上的易磨损零件进行激光表面处理并获得很好的效益。1972年，美国巴特尔学院首次应用激光冲击强化来改变铝合金的显微组织和力学性能，明显提高了材料的屈服强度。1998年，GE公司利用激光对涡轮机风扇第I 级工作叶片进行强化，以提高叶片表面压应力，防止裂纹。2000-2002年，美国Lawrence Livermore实验室得出结论说，20242T3铝合金经激光冲击强化后疲劳寿命是常规喷丸处理的50倍。
在德国，MAN B&W公司利用激光表面淬火强化船用柴油机气缸套，大众汽车公司和Trumpf公司利用激光表面淬火强化汽车的齿轮、曲轴、凸轮轴等零件，纽伦堡机械制造公司利用激光表面改性技术强化大型发动机气缸套以提高气缸套的耐磨性。在意大利，菲亚特公司用激光强化发动机气缸内壁，取代缸套，降低油耗，节省了成本。在日本，尼桑、丰田等汽车厂家也将激光表面改性技术用于汽车制造。 由此实例可见，欧美日尤其是美国的激光表面改性技术已经相当发达，工程应用也比较多，已经有运营多年的生产线且效果良好。 1.2.2 国内的发展现状 我国自主的激光发生器研制成功后，也开启了激光应用的研究。70年代进行了激光打孔的研究及生产，其后又用CO2 激光器进行钢板切割和热处理，80年代开始大型件激光加工的研究和应用。 我国的激光表面改性技术正式在80年代起步：在“七五”“八五”期间，西安内燃机配件厂与华中理工大学合作建成6条气缸套表面改性生产线，产 品耐磨性提高42% ，匹配的活塞环耐磨性提高30%以上。1994年柳州汽车发动机厂研究将激光表面改性用于柴油机推杆以改善磨损性能。1998年天津纺织工学院激光应用研究室进行了使用YAG激光器的激光表面改性研究。 2003年天津理工学院做了轴承钢激光表面改性硬化层残余奥氏体测定及研究。2003年浙江工业大学研究了基于二维传热数值分析模型的激光处理专家系统。2004年江西省科学院应用物理研究所进行了H13钢激光表面改性组织与性能的研究。