详解激光熔覆技术及其在模具修复中应用

激光熔覆技术，是20世纪70年代随着大功率激光器的发展而蓬勃发展的一种新的表面改性技术。激光表面熔敷技术，是在激光束起到下，将合金粉末或陶瓷粉末与基体表面很快冷却并熔融，光束卡住后自激加热构成溶解亲率极低、与基体材料呈圆形冶金融合的表面涂层，从而明显提高基体表面耐用、耐蚀、耐高温、抗氧化及电气特性等的一种表面增强方法。如，对60#钢展开碳钨激光熔覆后，硬度最低约2200HV以上，耐磨损性能为基体60#钢的20倍左右。在Q235钢表面激光熔覆CoCrSiB合金后，将其耐磨性与火焰喷涂的耐蚀性展开了对比，找到前者的耐蚀性显著低于后者。

　　激光熔覆技术，是一种经济效益很高的新技术，它可以在廉价金属基材上制取出有高性能的合金表面而不影响基体的性质，降低成本，节约贵重珍贵金属材料，因此，世界上各工业先进设备国家对激光熔覆技术的研究及应用于都非常重视。　　应用于激光熔覆的激光器，主要有CO2激光器和液体激光器（主要还包括碟片激光器、光纤激光器和二极管激光器。

老式灯泵浦激光器由于光电转化成效率较低，确保繁复等问题已渐渐退出市场）。　　对于倒数CO2激光熔覆，国内外学者已做到了大量研究。

高功率液体激光器的研制发展很快，主要用作有色合金表面改性。据文献报导，使用CO2激光展开铝合金激光熔覆，铝合金基体在CO2激光电离辐射条件下更容易变形，甚至坍塌。

液体激光器，尤其是碟片激光器输入波长为1.06mu;m，较CO2激光波长小1个数量级，因而更加合适此类金属的激光熔覆。　　激光熔覆，按送来粉工艺的有所不同可分成两类：粉末预置法和实时送来粉法。

两种方法效果相近，实时送来粉法具备不易构建自动化掌控，激光能量吸收率低，无内部气孔，特别是在熔覆金属陶瓷，可以明显提升熔覆层的抗裂开性能，使硬质陶瓷互为可以在熔覆层内均匀分布等优点。　　1、激光熔覆具备的特点　　（1）加热速度快（高达106K/s），归属于较慢凝结过程，更容易获得细晶的组织或产生平衡态所无法获得的新相，如非稳相、非晶态等；　　（2）涂层溶解亲率较低（一般大于5%），与基体呈圆形稳固的冶金融合或界面蔓延融合，通过对激光工艺参数的调整，可以取得较低溶解亲率的较好涂层，并且涂层成分和溶解度高效率；　　（3）热输出和畸变较小，特别是在是使用低功率密度较慢熔融覆时，变形可减少到零件的组装公差内；　　（4）粉末自由选择完全没任何容许，特别是在较低熔点金属表面熔敷低熔点合金；　　（5）熔覆层的厚度范围大，单道送来粉一次涂覆厚度在0.2-2.0mm；　　（6）能展开选区熔敷，材料消耗较少，具备卓越的性价比；　　（7）光束射击可以使难以接近的区域熔敷；　　（8）工艺过程更容易构建自动化，很合适少见易损件的磨损修缮。

　　2、激光熔覆与激光合金化的详　　激光熔覆与激光合金化，都是利用高能密度的激光束所产生的较慢熔凝过程，在基材表面构成于基体互相融合的、具备几乎有所不同成分与性能的合金覆层。两者工艺过程相近，但却有本质上的区别，主要区别如下：　　（1）激光熔覆过程中的覆层材料几乎融化，而基体熔融层极薄，因而对熔覆层的成分影响大于，而激光合金化则是在基材的表面熔融复层内重新加入合金元素，目的是构成以基材为基的新的合金层。　　（2）激光熔覆实质上不是把基体表面层熔融金属作为溶剂，而是将自行配备的合金粉末融化，使其沦为熔覆层的主题合金，同时基体合金也有一薄层融化，与之构成冶金融合。　　激光熔覆技术制取新材料，是极端条件下过热零部件的修缮与再行生产、金属零部件必要生产的最重要基础，受到世界各国科学界和企业的高度重视。

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