Skip to main content
SpringerLink
Log in
Book cover

Tailored Light 2 pp 173–239Cite as

Surface Treatment

  • Chapter
  • First Online:

Part of the book series: RWTHedition ((RWTH))

Abstract

Laser beam hardening produces hard, wear-resistant surface layers on tools and components made from steel and cast iron. Laser beam hardening offers technically rewarding solutions especially for small and/or complex-shaped components where conventional methods of hardening cause problems in regard to distortion or make compliance with preset geometries of the hardness penetration layer difficult.

This is a preview of subscription content, log in via an institution.

Chapter
USD   29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD   89.00
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
USD   119.99
Price excludes VAT (USA)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free shipping worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Learn about institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. W. Amende, Oberflächenbehandlung mit Laserstrahlung, in H. Treiber “Der Laser in der Fertigungstechnik”, Hoppenstedt Technik, Darmstadt 1990

    Google Scholar 

  2. E. Beyer, K. Wissenbach, Oberflächenbehandlung mit Laserstrahlung, Springer Verlag, ISBN 3-540-63224-7, 1998

    Google Scholar 

  3. C. Schmitz-Justen, Einordnung des Laserstrahlhärtens in die fertigungstechnische Praxis, Dissertation RWTH Aachen 1986

    Google Scholar 

  4. H. Willerscheid, Prozessüberwachung und Konzepte zur Prozessoptimierung des Laserstrahlhärtens, Dissertation RWTH Aachen 1990

    Google Scholar 

  5. G. Vitr, B. Ollier, F. Küpper, K. Wissenbach, Umwandlungshärten komplizierter Werkstückgeometrien mit Nd:YAG-Laserstrahlung, in Laser in der Materialbearbeitung, Band 4, Präzisionsbearbeitung mit Festkörperlasern, VDI Verlag 1995

    Google Scholar 

  6. J. Ohrlich, A. Rose., P. Wiest, Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle, Bd. 3, Stahleisen, 1973

    Google Scholar 

  7. J. Ohrlich, H.-J. Pietrzeniuk, Atlas zur Wärmebehandlung der Stähle, Bd. 4, Stahleisen, 1976

    Google Scholar 

  8. K. Müller, C. Körner, H.-W. Bergmann HTM 51(1), 19, 1996

    Google Scholar 

  9. F. Küpper, Entwicklung eines industriellen Verfahrens zur Fest-Phasen-Härtung von Langprodukten mit CO2-Laserstrahlung, Dissertation RWTH Aachen, Shaker Verlag 1997

    Google Scholar 

  10. B. Schürmann, Umwandlungshärten mit Dioden-Laserstrahlung in Mehrstrahltechnik, Dissertation RWTH Aachen, Shaker Verlag 2000

    Google Scholar 

  11. S. Mordike, Grundlagen und Anwendungen der Laseroberflächenbehandlung von Metallen, Dissertation, TU Clausthal, 1991

    Google Scholar 

  12. A. Gasser, Oberflächenbehandlung metallischer Werkstoffe mit CO2-Laserstrahlung in der flüssigen Phase; Dissertation, RWTH Aachen, 1993

    Google Scholar 

  13. G. Herziger, P. Loosen, Werkstoffbearbeitung mit Laserstrahlung Grundlagen – Systeme – Verfahren, Hanser Verlag, ISBN 3-446-15915-0, 1993

    Google Scholar 

  14. N. Pirch, E.W. Kreutz, B. Ollier, X. He, The modelling of heat and solute transport in surface processing with laser radiation, in: NATO Advanced Study Institute, Laser Processing: Surface Treatment and Film Deposition, Sesimbra, Portugal, 3–16 July, 1994

    Google Scholar 

  15. B.L. Mordike, A. Weisheit, Werkstoffkundliche Aspekte der schmelzmetallurgischen Lasermaterialbearbeitung, in: Laser – Von der Wissenschaft zur Anwendung, Ed. W. Jüptner, Strahltechnik Bd. 10, BIAS-Verlag, ISBN 3-9805011-4-0, 1996

    Google Scholar 

  16. Y. Yan, Y. Yang, C. Zhao, W. Wu, M. Wang, M. Lu, Laser glazing of NI – Nb and Ni – Ni – Cr alloys and corrosion resistance of amorphous layers. Acta Met. Sinica 6(1), 52, 1993

    Google Scholar 

  17. H.W. Bergman, B.L. Mordike, Laser and electron-beam melted amorphous layers. Journal of Materials Science 16, 863, 1981

    Article  Google Scholar 

  18. M. Miglierini et al., Laser-induced structural modifications of FeMoCuB metallic glasses before and after transformation into a nanocrystalline state. Journal of Physics: Condensed Matter 13, 10359–10369, 2001

    Article  Google Scholar 

  19. E. Willenborg, Polieren von Werkzeugstählen mit Laserstrahlung, Dissertation RWTH Aachen, Shaker Verlag Aachen 2006

    Google Scholar 

  20. S.M. Pimenov, V.V. Kononenko, V.G. Ralchenko, V.I. Konov, S. Gloor, W. Lüthy, H.P. Weber, A.V. Khomich, Laser polishing of diamond plates, Appl. Phys. A, Mai 1999, Band 69, S. 81–88

    Article  Google Scholar 

  21. R.K. Singh, D.G. Lee, Excimer laser assisted planarization of thick diamond films, Journal of Electronic Materials, 1996, Band 25, Heft 1, S. 137–142

    Article  Google Scholar 

  22. A.P. Malshe, B.S. Park, W.D. Brown, N.A. Naseem, A review of techniques for polishing and planarizing chemically vapor-deposited (CVD) diamond films and substrates, Diamond and related materials, 1999, Band 8, Heft 7, S. 1198–1213

    Article  Google Scholar 

  23. A. Bestenlehrer, Verfahren und Vorrichtung zum Bearbeiten von beliebigen 3D-Formflächen mittels Laser, Europäische Patentschrift EP 0 819 036 B1, 1996

    Google Scholar 

  24. T. Kiedrowski, Oberflächenstrukturbildung beim Laserstrahlpolieren von Stahlwerkstoffen, to be published at the end of 2009

    Google Scholar 

  25. J.A. Ramos, J. Murphy, K. Wood, D.L. Bourell, J.J. Beaman, Surface roughness enhancement of indirect-SLS metal parts by laser surface polishing, Konferenz-Einzelbericht: Solid Freeform Fabrication Proceedings, Proceedings of the SFF Symp., 2001, S. 28–38

    Google Scholar 

  26. N. Pirch, S. Höges, K. Wissenbach, Mechanisms of surface rippling during laser polishing, Proc. 8 International Seminar on Numerical Analysis of Weldability, Graz-Seggau, Austria, 25–27, 2006

    Google Scholar 

  27. Laser polishing of Nickel underplating, AMP Inc., Oktober 2002, http://rf.rfglobalnet.com/library/applicationnotes/files/5/laser.htm

  28. K.Richter, G. Barton, Verfahren zur Bearbeitung von durch Reibung hochbeanspruchten Flächen in Brennkraftmaschinen, Europäische Patentschrift EP 0 419 999 B1, 1990

    Google Scholar 

  29. H.W. Bergmann, H. Lindner, L. Zacherl, C. Brandenstein, Verfahren zum Herstellen von Zylinderlaufbahnen von Hubkolbenmaschinen, Offenlegungsschrift DE 197 06 833 A 1, 1997

    Google Scholar 

  30. G.P. Singh, M. Suk, T.R. Albrecht, W.J. Kozlovsky, Laser smoothing of the load/unload tabs of magnetic recording head gimbal assemblies, Journal of Tribology, Oktober 2002, Band 124, S. 863–865

    Article  Google Scholar 

  31. T.A. Mai, G.C. Lim, Micromelting and its effects on surface topography and properties in laser polishing of stainless steel, Journal of Laser Applications, 2004

    Google Scholar 

  32. T. Kiedrowski, E. Willenborg, K. Wissenbasch, S. Hack, Generation of design structures by selective polishing of metals with laser radiation, LIM, International WLT-Conference on Lasers in Manufacturing 2005, München

    Google Scholar 

  33. E. Willenborg, K. Wissenbach, T. Kiedrowski, A. Gasser, Polieren von Glas und Glasformen mit Laserstrahlung Tagungsband: Lasertechnologie für die Glasbearbeitung, glasstec 2004, Düsseldorf

    Google Scholar 

  34. E. Willenborg, Polieren von Quarzglas, anual report 2003, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, Aachen, 2004

    Google Scholar 

  35. P.-O. Wichell, U. Stute, J.Z. Zänkert, W. Wilke, A. Horn, M. Eschler, M. Mallah, Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben InProGlas – Innovatives Produktionsverfahren zur Politur von Glasoberflächen, Laser-Zentrum Hannover, 2005

    Google Scholar 

  36. F. Vega, N. Lupón, J.A. Cebrian, F. Laguarta, Laser application for optical glass polishing, Optical Engineering, January 1998, Band 37, Heft 1, S. 272–279

    Article  Google Scholar 

  37. F.-S. Ludwig, Thermodynamische Untersuchungen zur Politur von Glas mittels Laser, Dissertation TU München, 1998

    Google Scholar 

  38. R. Jaschek, A. Geith, H.W. Bergmann, Umweltfreundliche Politur von geschliffenen Bleikristallgläsern mit CO2-Lasern, Zeitschriftenaufsatz: Sprechsaal, 1992, Band 125, Heft 5, S. 278–283

    Google Scholar 

  39. H. Wang, D. Bourell, J.J. Beaman, Laser polishing of silica rods, Proceedings of the Solid Freeform Fabrication Symposium, 1998, S. 37–45

    Google Scholar 

  40. A. Weisheit, G. Backes, R. Stromeyer, A. Gasser, K. Wissenbach, R. Poprawe, Powder Injection: The Key to Reconditioning and Generating Components Using Laser Cladding, Proceedings of Materials Week 2001

    Google Scholar 

  41. F.-J. Feikus, A. Fischer, Laserlegieren von Al-Zylinderkurbelgehäusen, Konferenz Zylinderlauffläche, Hochleistungskolben, Pleuel – Innnovative System im Vergleich, VDI-Ges. Werkstofftechnik, Stuttgart, D, 25–26 Sept., 2001, Bd 1621, 83–96

    Google Scholar 

  42. X. He, L. Mordike, N. Pirch, E. W. Kreutz, Laser surface alloying of metallic materials, Lasers in Engineering 4, Overseas Publishers Association, 1995, 291–316

    Google Scholar 

  43. A. Weisheit, Laserlegieren von Titanwerkstoffen mit Kobalt, Nickel, Silizium und Molybdändislizid, Dissertation, TU Clausthal, 1993

    Google Scholar 

  44. A. Gasser, G. Backes, K. Wissenbach, E. Hoffmann, R. Poprawe, Maßgeschneiderte Oberflächen durch Laserstrahl-Oberflächenbehandlung mit Zusatzwerkstoffen – eine Übersicht, Laser und Optoelektronik 3/97.

    Google Scholar 

  45. M. Kawasaki et al., The Laser Cladding Application at Automotive Parts in Toyota, Proceedings ISATA ’92, 1992.

    Google Scholar 

  46. Schutzauftrag, LaserCommunity, Das Laser-Magazin von TRUMPF, 03/07

    Google Scholar 

  47. http://www.technogenia.com/fr/services/services-lasercarb.php

  48. K. Eimann, M. Drach, Instandsetzung von Werkzeugen mit Laserstrahlung, Tagungsband Aachener Kolloquium Lasertechnik AKL 2000, 29–31 Mai 2000.

    Google Scholar 

  49. K. Eimann, M. Drach, K. Wissenbach, A. Gasser, Lasereinsatz im Werkzeug- und Formenbau, Proceedings Stuttgarter Lasertage, 25–26, Sep. 2003

    Google Scholar 

  50. J. Nagel, Laserhärten und Laser-Pulver-Auftragschweißen von Umformwerkzeugen, Tagungsband Aachener Kolloquium Lasertechnik AKL 2004, 295–305, 2004.

    Google Scholar 

  51. A. Gasser, K. Wissenbach, I. Kelbassa, G. Backes, Aero engine repair, Industrial Laser Solutions, Sep. 2007, 15–20.

    Google Scholar 

  52. D.B. Chrisey, G.K. Huber, Pulsed laser deposition of thin films, John Wiley & Sons, New York, 1994

    Google Scholar 

  53. R. Eason, Pulsed laser deposition of thin films, John Wiley & Sons, New York, 2006

    Book  Google Scholar 

  54. M. Ohring, The materials science of thin films, Academic Press, San Diego, 1992

    Google Scholar 

  55. M. Aden, Plasmadynamik beim laserinduzierten Verdampfungsprocess einer ebenen Metalloberfläche, Dissertation RWTH Aachen, Shaker Verlag, Aachen, 1993

    Google Scholar 

  56. J. Gottmann, Dynamik der Schichtabscheidung von Keramiken mit KrF Excimer-Laserstrahlung, Thesis RWTH-Aachen 2001, http://darwin.bth.rwth-aachen.de/opus3/volltexte/2001/223/

  57. J. Gottmann, T. Klotzbücher, E.W. Kreutz, Growth of ceramic thin films by pulsed laser deposition, the role of the kinetic energy of the film-forming particles, ALT’97 Laser Surface Processing, Proc. SPIE 3404, 8, 1998

    Google Scholar 

  58. E.W. Kreutz, J. Gottmann, Dynamics in pulsed laser deposition of ceramics: experimental, theoretical and numerical studies, Phys. Stat. Sol. (a) 166, 569, 1998

    Google Scholar 

  59. S.H. Neff, N.P. Carleton, “Excitation and change of charge in ion-molecule collisions in the adiabatic region” in M.R.C. McDowell Atomic collision processes, North-Holland publishing company, Amsterdam, 1964

    Google Scholar 

  60. M. Aden, E.W. Kreutz, H. Schlüter, K. Wissenbach, The applicability of the Sedov-Taylor scaling during material removal of metals and oxide layers with pulsed CO2 and excimer radiation, Journal of Physics D 30, 980, 1997

    Article  Google Scholar 

  61. D.J. Lichtenwalner, O. Auciello, R. Dat, A.I. Kingon, Investigation of the ablated flux characteristics during pulsed laser ablation of multicomponent oxides, Journal of Applied Physics 74, 7497, 1993

    Article  Google Scholar 

  62. J. Gottmann, E. W. Kreutz, Controlling crystal quality and orientation of pulsed-laser-deposited BaTiO3 thin films by kinetic energy of the film-forming particles, Applied Physics A 70, 275–281, 2000

    Article  Google Scholar 

  63. E. Willenborg, Polishing with Laser Radiation, http://www.ilt.fraunhofer.de

  64. R. Ostholt, E. Willenborg, K. Wissenbach, Laser polishing of metallic freeform surfaces, Proceedings of the fifth International WLT-Conference on Lasers in Manufacturing, Munich, June 2009

    Google Scholar 

  65. A. Temmler, E. Willenborg, N. Pirch, K. Wissenbach, Structuring by Remelting, Proceedings of the 5th International WLT-Conference on Lasers in Manufacturing, 2009

    Google Scholar 

  66. K.J. Boyd, D. Marton, J.W. Rabalais, S. Uhlmann, T. Frauenheim, Semiquantitative subplantation model for low energy ion interactions with solid surfaces, J. Vac. Sci. Technol. A 16, 463, 1998

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Oberflächentechnik, Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, 5207, Aachen, Germany

    Konrad Wissenbach

Authors
  1. Konrad Wissenbach
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding author

Correspondence to Konrad Wissenbach .

Editor information

Editors and Affiliations

  1. (ILT), Fraunhofer-Institut für Lasertechnik, Steinbachstr. 15, Aachen, 52074, Germany

    Reinhart Poprawe

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2011 Springer-Verlag Berlin Heidelberg

About this chapter

Cite this chapter

Wissenbach, K. (2011). Surface Treatment. In: Poprawe, R. (eds) Tailored Light 2. RWTHedition. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-01237-2_11

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-642-01237-2_11

  • Published:

  • Publisher Name: Springer, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-642-01236-5

  • Online ISBN: 978-3-642-01237-2

  • eBook Packages: EngineeringEngineering (R0)

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation