預(yù)置式激光熔覆

一、激光熔覆技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

       國際上，以美國、德國、日本為代表的發(fā)達(dá)國家激光熔覆技術(shù)發(fā)展速度驚人，特別是在航空、電力、船舶及石油等大型制造領(lǐng)域基本完成了用激光加工工藝對傳統(tǒng)加工工藝的更新?lián)Q代，已經(jīng)進(jìn)入了“光制造”時代。

       我國在激光器技術(shù)方面與國外的差距較大，缺少獨有的核心技術(shù)。在激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用過程中，需要解決的關(guān)鍵問題主要是大面積、高厚度、高性能熔覆層的裂紋問題，這就對激光熔覆工藝以及粉末材料提出了更高的要求。

二、激光熔覆技術(shù)的優(yōu)勢

（5）粉末材料體系適應(yīng)性比較高，大多數(shù)的常規(guī)及特種金屬粉末材料都可熔覆到金屬零件表面。

（1）航空航天領(lǐng)域

（2）石油勘探領(lǐng)域

（3）煤炭開采領(lǐng)域

（4）模具修復(fù)領(lǐng)域

四、激光熔覆制備非晶涂層

       與其他非晶涂層制備技術(shù)相比，利用激光熔覆法所制備的非晶涂層存在明顯的優(yōu)勢，如涂層中裂紋和氣孔等缺陷較少、涂層稀釋率低、熔覆層的尺寸控制精度高且尺寸不受限等，該技術(shù)適用于制備所有非晶涂層體系且生產(chǎn)效率高易實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，故目前已成為制備非晶涂層的主要新型方法之一。

1、激光熔覆非晶涂層的材料體系

       激光熔覆的材料體系主要包括基體材料和熔覆材料兩大類。基體材料有低碳鋼、中碳鋼、不銹鋼和鑄鐵等鋼鐵材料以及鋁合金、鎂合金和鈦合金等有色材料。熔覆粉末材料體系主要集中于具有較大玻璃形成能力的塊體非晶合金成分體系，主要包括Fe基、Zr基、Ni基、Cu基、Pd基及 Fe-Ni基等。

2、激光熔覆非晶涂層的性能特點

       采用激光熔覆技術(shù)制備的非晶涂層中含有非晶相和硬質(zhì)相，因此硬度顯著提高。

       科學(xué)家利用激光熔覆技術(shù)在AISI1045鋼上制備Fe基非晶涂層，最大厚度為1.2mm，硬度高達(dá)1270HV，并具有良好的耐蝕性。在碳鋼表面利用激光熔覆技術(shù)制備獲得的Fe基非晶-納米晶復(fù)合涂層，在650℃的Na2SO4+K2SO4熔融鹽中具有良好的耐熱腐蝕性能。

       科學(xué)家在304L不銹鋼上激光熔覆制備Fe基非晶復(fù)合涂層。結(jié)果表明涂層由晶相和非晶相組成，非晶含量隨沉積層數(shù)增加而增大，非晶相的顯微硬度明顯高于晶相，耐磨性因非晶相的存在而顯著提高。

       由于激光熔覆條件下非晶相與晶體相的共存形式及形成機(jī)制還不清楚，涂層中非晶相與晶體相對性能影響的協(xié)同機(jī)制還不清晰。

       今后利用激光熔覆技術(shù)制備非晶涂層研究可主要集中在以下幾個方面：

       添加微合金化元素/增強(qiáng)相也是進(jìn)一步提高激光熔覆非晶涂層性能的有效途徑之一。

       激光熔覆工藝參數(shù)與非晶涂層組織，特別是涂層中的非晶含量有較大關(guān)系。

       ③非晶復(fù)合涂層表面功能化。目前的研究主要集中在涂層的力學(xué)性能，如硬度、耐磨、耐蝕等性能。結(jié)合去合金化、表面修飾等制備功能化的非晶復(fù)合涂層也將是一個主要的發(fā)展方向。