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 1 激光熔覆技術(shù)
　　激光熔覆的試驗研究始于20世紀(jì)70年代，1981年成功地在噴氣發(fā)動機(jī)葉輪片上用激光涂覆鈷基合金面并顯著提高了其耐磨性。激光熔覆是材料表面改性技術(shù)的一種重要方法，它是利用高能的激光束（104-106 W/cm2）在金屬表面輻照，通過涂覆材料的迅速熔化、擴(kuò)展和迅速凝固，冷卻速度達(dá)到102-106℃/s，在基材表面熔覆一層具有特殊物理、化學(xué)或力學(xué)性能的材料，從而構(gòu)成一種新的復(fù)合材料，以彌補(bǔ)基體所缺少的高性能。

　　激光熔覆可以根據(jù)工件的工況要求，設(shè)計各種熔覆成分的金屬或非金屬，制備耐熱、耐蝕、耐磨、抗氧化、抗疲勞或具有光、電、磁特性的表面覆層。

　　在激光熔覆技術(shù)中，影響涂覆層質(zhì)量的因素除涂覆材料與基體材料外，工藝參數(shù)如保護(hù)氣體的種類和流量、粉末的流量及送粉位置、激光器的功率、粉末噴嘴直徑大小、掃描速度以及離焦量、預(yù)熱溫度等也對質(zhì)量有顯著影響。

2 應(yīng)用舉例
　　應(yīng)用激光熔覆技術(shù)處理模具表面，既可以是對已加工成坯的制造模具的表面改性，也可以是對經(jīng)歷了一定數(shù)量的成形后正常失效的模具的表面修復(fù)，事實證明，只要正確掌握模具磨損的規(guī)律，在模具使用壽命周期內(nèi)，及時進(jìn)行表面保護(hù)性處理，就能夠最大限度的延長模具的使用壽命。

　　應(yīng)用激光熔覆技術(shù)關(guān)鍵在于涂覆材料的選擇、工藝方法的確定、工藝參數(shù)的選擇。熔覆材料包括自熔性合金材料、復(fù)合材料、陶瓷材料等，這些材料具有優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕性能，并通常以粉末的形式使用。各類熔覆材料的性能特點見下表。

激光熔覆工藝方法和工藝流程：
　　1．合金同步法，是指采用專門的送料系統(tǒng)在激光熔覆的過程中將合金材料直接送進(jìn)激光作用區(qū)，在激光的作用下基材和合金同時熔化，然后冷卻結(jié)晶形成合金熔覆層。該方法工藝過程簡單，合金材料利用率高，可控性好，易于實現(xiàn)自動化，實際生產(chǎn)中較多采用。其工藝流程為：基材表面預(yù)處理→預(yù)熱→送料激光熔化→后熱處理。

　　2．合金前置法，是指將待熔覆的合金材料以一定方法預(yù)先覆蓋在材料表面，然后采用激光束在合金覆蓋層表面掃描，使整個合金覆蓋層及一部分基材熔化，激光束離開后熔化的金屬快速凝固而在基材表面形成冶金結(jié)合的合金熔覆層。其工藝流程為：基材表面預(yù)處理→預(yù)置熔覆材料→預(yù)熱→激光熔化→后熱處理。

　　激光熔覆的工藝參數(shù)主要有：激光功率、掃描速度、光斑面積、送粉量等。

　　多數(shù)模具是在條件較為惡劣的工況條件下工作，模具表面的保護(hù)處理顯得十分重要。以鍛模為例，熱鍛模一般采用5CrNiMo或5CrMnMo合金工具鋼制造，鍛模在高溫和一定載荷條件下工作，工況條件惡劣，要求模具表面需具有良好的高溫強(qiáng)度、耐熱疲勞性能及耐磨性能，采用激光熔覆表面處理技術(shù)可以實現(xiàn)要求。根據(jù)熱鍛模的實際工作情況，確定熱鍛模的表面涂覆材料為碳化物復(fù)合粉末NiCrAl/Cr3C2，工藝方法為合金同步法。具體工藝操作過程如下：
　?、倩娜鄹脖砻骖A(yù)處理將基材表面加熱到300-450℃左右去油或用有機(jī)清洗劑去油。用噴砂處理去除基材表面的銹蝕，并使其粗毛化，利于粉末的附著。
　?、陬A(yù)熱在火爐內(nèi)加熱，使基材表面加熱到一定的溫度，適當(dāng)減少基材與熔覆層之間的溫差以減低熔覆層冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力。
　?、弁剿头奂す馊刍癁楸ＷC熔覆質(zhì)量，正確選擇激光功率、掃描速度、光斑直徑和送粉量，以保證激光光斑內(nèi)的光功率密度分布均勻，使粉末流的形狀和光斑的形狀和尺寸相匹配，嚴(yán)格控制粉末流與基材、激光束三者間的相對位置。一般功率密度為103-108W/cm 2時，熔覆過程在0.1-1s內(nèi)完成。
　?、芎鬅崽幚聿捎脿t內(nèi)加熱保溫，充分后隨爐冷卻，以消除熔覆層的殘余應(yīng)力。
　?、輽C(jī)械加工進(jìn)行機(jī)械加工并檢查表面處理質(zhì)量。

　　3 結(jié)論
　　激光熔覆處理是一種快速凝固技術(shù)，可以獲得一般平衡狀態(tài)下難以獲得的優(yōu)異組織性能，它對于基材的要求無任何限制，可根據(jù)使用性能要求設(shè)計涂層的成分組成，在較為廉價的材料上制備出性能優(yōu)異具有高結(jié)合強(qiáng)度的表層，這是其它表面處理工藝所無法比擬的。然而，目前激光熔覆技術(shù)還沒有在工業(yè)生產(chǎn)中獲得大范圍的應(yīng)用，主要是由于還存在以下問題而限制其發(fā)展。一是處理成本高，激光處理系統(tǒng)的固定資產(chǎn)及維持費用相對于常規(guī)的堆焊、熱噴涂較高，推廣應(yīng)用激光處理技術(shù)，必須在提高生產(chǎn)率、降低能耗、節(jié)約貴重材料、大幅度提高使用性能或解決了用其它方法難以解決的技術(shù)關(guān)鍵問題的前提下才能實現(xiàn)。二是處理設(shè)備的精度與穩(wěn)定性與工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的要求還有一定距離，應(yīng)用中設(shè)備的不穩(wěn)定是導(dǎo)致熔覆層存在質(zhì)量缺陷的原因之一。三是作為新技術(shù)，還未有較為成熟的激光處理最佳工藝參數(shù)和涂層成分合理設(shè)計出現(xiàn)，還需要進(jìn)一步探索和研究?；谕瑯訂栴}，該技術(shù)在模具制造業(yè)上推廣自然受到限制。

　　盡管目前激光熔覆技術(shù)還存在一些應(yīng)用上的問題，但隨著人們對激光理論和工藝研究的逐步深入，相信在不遠(yuǎn)的將來一定會在工業(yè)中挖掘出它的巨大潛力。