激光在材料表面加工中的应用随着科学技术的高速进展，激光技术已越来越多地应用于人们的生产和生活的各个领域。从超市的条形码、激光打印机到激光美容、治疗近视，并已为人们所熟悉。激光设备用于工业生产的切割、钻孔以及焊接、表面改性也为许多人所了解。早在70 年代末,美国AVCO 公司就汽车发动机许多易磨损件进行了激光熔覆技术的讨论,而后英国的Rolls - Royco 公司用激光熔覆技术解决了燃气轮机叶片的磨损问题,随着大功率激光器和宽带扫描装置的出现,带动了激光熔覆技术的迅猛进展. 在各类激光束处理中,激光熔覆是一种新的涂层表面改性技术,可以在低性能廉价钢材上制备出高性能的合金钢表面,以降低材料成本,节约贵重稀有的金属材料,降低能源消耗,提高金属部件的使用寿命.因此,世界上各工业先进国家对激光熔覆技术的讨论及应用都非常重视.激光熔覆技术是指以不同的添料方式在被涂覆基体表面上放置选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化,并快速凝固后形成稀释度极低,与基体材料成冶金结合的表面涂层,从而显著改善基体材料表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性等的工艺方法 . 激光熔覆是一个复杂的物理、化学冶金过程,是一种对裂纹敏感的工艺. 熔覆层的质量和性能除与熔覆层材料的原始成分,基材的成分和性能密切相关外,还强烈地取决于激光熔覆的工艺参数. 激光熔覆的工艺参数主要包括激光功率P、光斑尺寸(光束直径D 或面积S) 、光腔输出时间束构型和聚焦方式、工件移动速度或激光扫描速度V、激光扫描多道搭接系数μ及不同添料方式确定的涂层材料添加参量(如预置厚度D 或送粉量G) 等 . 这些工艺参数依涂层材料体系,涂层性能要求不同而发生变化,因此,工艺参数的优化是主提高关键部件表面的耐磨性和耐腐蚀性.航空发动机钛合金和镍基合金摩擦副的接触磨损、涡轮转子部件、叶片部件;在汽车发动机气门、排气阀、阀门座表面及铝合金气缸盖;液压柱塞泵的配油盘等都可以利用激光熔覆技术获得优质的涂层,提高表面的耐磨性和耐腐蚀性能. 通过激光熔覆技术可以改善工模具钢的表面硬度、耐磨性、红硬性、高温硬度、抗热疲劳的性能,从而不同程度上提高了工模具的使用寿命. 激光熔覆高温耐磨涂层在轧钢机导向板上,其寿命与普通碳钢导向板相比提高4 倍以上.激光熔覆层的裂纹问题. 熔覆层的裂纹是激光熔覆技术讨论中最棘手的问题,解决此问题的途径有两条:第一,从合金成分的设计及辅助工艺条件的改善出发,避开裂纹的产生;...
