淺談激光表面熔覆技術(shù)

目錄激光表面改性技術(shù)研究現(xiàn)狀1激光熔覆技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀2激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用3激光熔覆技術(shù)存在的問(wèn)題4激光熔覆技術(shù)的發(fā)展5第一頁(yè)，共50頁(yè)。0前言激光的發(fā)明是20世紀(jì)以來(lái)對(duì)人類及社會(huì)進(jìn)步影響最深遠(yuǎn)的重大科技成果之一。激光以其方向性好、高亮度、好的單色性等特有的光學(xué)性能，己在多個(gè)學(xué)科、多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。激光加工技術(shù)是以高密度能源為中心，對(duì)零部件進(jìn)行快速、局部的特種加工，使零部件達(dá)到所需要的性能，激光在激光表面改性方面的應(yīng)用最為廣泛。激光表面改性技術(shù)是運(yùn)用高能激光束對(duì)工件表面進(jìn)行改變性能的技術(shù)，可大幅度的提高材料或零部件的性能和壽命。第二頁(yè)，共50頁(yè)。1激光表面改性技術(shù)研究現(xiàn)狀激光表面改性是八十年代逐漸發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科，它是激光在表面技術(shù)領(lǐng)域中的新應(yīng)用。該技術(shù)可以大幅度提高金屬材料的表面硬度、耐磨性和耐蝕性等。激光表面處理效果的優(yōu)越性使其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從黑色金屬到有色金屬，甚至還可用于非金屬材料的表面改性。第三頁(yè)，共50頁(yè)。1激光表面改性技術(shù)研究現(xiàn)狀激光表面處理同其他處理技術(shù)相比具有很多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。首先，激光熔化后形成的組織化學(xué)均勻性很高，而且晶粒非常細(xì)小，因而強(qiáng)化了合金，使耐磨性大大提高；其次，由于熱輸入小，工件變形小，對(duì)基體產(chǎn)生的熱影響很小等；另外，激光表面處理技術(shù)對(duì)環(huán)保幾乎沒有負(fù)面效應(yīng)，明顯的性能優(yōu)勢(shì)將使激光表面改性技術(shù)在眾多表面改性技術(shù)中占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著激光器、機(jī)器人和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，激光表面改性技術(shù)將向著大功率、自動(dòng)化、智能化的方向邁進(jìn)。第四頁(yè)，共50頁(yè)。激光表面改性技術(shù)加熱熔化汽化激光物理氣相沉積激光表面合金化激光表面非晶化激光表面相變硬化激光化學(xué)氣相沉積激光表面熔凝激光熔覆激光沖擊硬化激光表面改性方法分類第五頁(yè)，共50頁(yè)。根據(jù)采用的不同激光能量密度和不同處理方式，激光表面改性主要包括：激光表面合金化、激光熔覆、激光沖擊強(qiáng)化、激光表面非晶化、激光表面熔凝和激光相變硬化。這些方法的目的都是為了使工作面獲得基材無(wú)法達(dá)到或代價(jià)太大的高硬度、高耐磨性以及高耐蝕性等性能，從而在滿足工作要求的基礎(chǔ)上大幅度節(jié)約成本。第六頁(yè)，共50頁(yè)。1.1激光表面熱處理激光表面熱處理又稱為激光表面淬火，是指應(yīng)用激光將金屬材料表面加熱到相變點(diǎn)以上，隨著材料自身冷卻，奧氏體轉(zhuǎn)變成馬氏體，使材料表面硬化，同時(shí)硬化層內(nèi)殘留有相當(dāng)大的壓應(yīng)力，從而增加了表面的疲勞強(qiáng)度。對(duì)零件表面實(shí)施激光淬火，可以大大提高材料表面的耐磨性和抗疲勞性能。第七頁(yè)，共50頁(yè)。1.2激光表面熔凝處理激光表面熔凝是采用近于聚焦的激光束照射，將金屬表面加熱到熔點(diǎn)溫度以上，使材料表面層熔化并在表面形成熔池，在光束移走后依靠自身冷卻快速凝固，導(dǎo)致表層組織和性能變化的一種工藝。熔凝層中形成的鑄態(tài)組織非常細(xì)密，能使性能得到改善，可以增強(qiáng)材料表層的耐磨性和耐蝕性。激光表面熔凝技術(shù)基本上不受材料種類的限制，可獲得較深(可達(dá)2～3mm以上)的高性能涂層，易實(shí)現(xiàn)局部處理，對(duì)基體的組織、性能尺寸影響很小，而且工藝操作方便。第八頁(yè)，共50頁(yè)。1.3激光熔覆激光熔覆是以激光作為熱源，用不同的添料方式在被熔覆的基體上放置所選擇的涂層材料，經(jīng)過(guò)激光照射使之與基體表面一薄層同時(shí)熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低、并與基體材料形成冶金結(jié)合的表面涂層，從而顯著改善基體材料表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化能力及電氣特性的工藝方法。第九頁(yè)，共50頁(yè)。1.4激光表面合金化激光表面合金化是一種用激光將合金化粉末和基材一起熔化后迅速凝固，在表面獲得合金層的方法。這種方法既改變了材料表面的化學(xué)成分，又改變了表面的結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)，可使廉價(jià)基材獲得良好的表面性能。第十頁(yè)，共50頁(yè)。1.5激光沖擊硬化利用功率密度很高(108~1011W/cm2)的激光束，在極短的脈沖持續(xù)時(shí)間內(nèi)(10-3~10-9s)，照射金屬表面，使其很快汽化并產(chǎn)生等離子體，在表面原子逸出期間產(chǎn)生動(dòng)量脈沖而形成沖擊波或應(yīng)力波，作用于金屬表面，使之產(chǎn)生塑性應(yīng)變，從而改變金屬表層顯微組織結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)機(jī)械性能，提高材料的強(qiáng)度、硬度和疲勞極限。與傳統(tǒng)的強(qiáng)化工藝，如噴丸強(qiáng)化和鍛打強(qiáng)化相比，是一種潔凈、無(wú)公害的處理方法?？梢蕴幚砉ぜ膱A角、拐角等應(yīng)力集中部位。由于沖擊時(shí)間短，可提高零件上拐角、孔、槽等局部區(qū)域的疲勞壽命。第十一頁(yè)，共50頁(yè)。2激光熔覆發(fā)展現(xiàn)狀激光熔覆是一種新型的表面再制造技術(shù)，主要用于改善和提高材料的表面性能及零件表面修復(fù)。它通過(guò)不同的添料方式（一般包括同步送粉法和預(yù)置粉末法）在基材表面添加激光熔覆材料，并利用高能量激光束使其熔覆粉末與基材表面薄層一起熔凝的方法。由于合金粉末的性能優(yōu)于基體，與基體呈冶金結(jié)合，因此使基體表面的耐高溫、耐磨損和耐腐蝕等特性得到提高。第十二頁(yè)，共50頁(yè)。2.1激光熔覆的原理與特點(diǎn)激光熔覆是通過(guò)在基材表面添加熔覆材料，并利用高功率激光束以恒定功率與熱粉流同時(shí)入射到需要改善的工件表面上，一部分入射光被反射，一部分光被吸收。當(dāng)瞬時(shí)被吸收的能量超過(guò)臨界值后，熔覆材料和基材表面薄層熔化，金屬熔化產(chǎn)生熔池，然后快速凝固形成冶金結(jié)合的添料熔覆層。激光束根據(jù)應(yīng)用程序給定的路線來(lái)回掃描，從而逐線逐層進(jìn)行實(shí)現(xiàn)或修復(fù)。第十三頁(yè)，共50頁(yè)。激光熔覆是利用高能密度激光束所產(chǎn)生的局部高溫將2種或者2種以上金屬界面瞬間熔化，熔覆材料與基體表面試樣冶金結(jié)合，形成性能與基體成分不同的涂層，既改善材料性能達(dá)到既節(jié)省貴金屬，又提高材料表面性能的目的。第十四頁(yè)，共50頁(yè)。2.1激光熔覆的原理與特點(diǎn)激光熔覆技術(shù)與其他涂層技術(shù)相比有明顯的優(yōu)點(diǎn)：(1)冷卻速度快，具有快速凝固的特征；(2)熱變形小，涂層稀釋率低，涂層與基體呈良好的冶金結(jié)合，成品率高；(3)涂層材料的選擇范圍大，如鐵基合金，鎳基合金等；(4)涂層厚度一般為0.2mm~2mm，適用于磨損件的修復(fù)；(5)加工精度高，可處理較小或難加工的區(qū)域；(6)工藝過(guò)程易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。第十五頁(yè)，共50頁(yè)。2.1激光熔覆的原理與特點(diǎn)由于激光熔覆的眾多優(yōu)點(diǎn)，因而在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，但是激光熔覆技術(shù)也存在它的不足之處：（１）由于涂層與基體產(chǎn)生較大的溫度梯度，使熔覆涂層與基體體積膨脹收縮率不一致，因此熔覆涂層產(chǎn)生裂紋的敏感性比較大；（２）由于熔覆帶較窄，要想得到大面積的激光熔覆涂層比較困難。第十六頁(yè)，共50頁(yè)。2.2激光熔覆設(shè)備激光熔覆成套設(shè)備組成：激光器、冷卻機(jī)組、送粉機(jī)構(gòu)、加工工作臺(tái)等。激光器的選用：應(yīng)用廣泛的有CO2激光器，固體激光器。第十七頁(yè)，共50頁(yè)。2.2激光熔覆設(shè)備CO2激光器是應(yīng)用最廣、種類最多的一種激光器，在汽車工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、造船工業(yè)、航空及宇航業(yè)、電機(jī)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、冶金工業(yè)、金屬加工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。約占全球工業(yè)激光器銷售額40%，北美更高達(dá)70%。CO2激光器具有功率高、效率高、光束質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。第十八頁(yè)，共50頁(yè)。2.2激光熔覆設(shè)備固體激光器主要包括光纖激光器、碟片激光器、二極管激光器等。具有轉(zhuǎn)換效率高、性能可靠、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，速度快、深度大、無(wú)變形、熔覆層無(wú)夾渣、熔池細(xì)膩無(wú)氣孔，可以在室溫或者特殊的條件下進(jìn)行工作。但如果熔覆的材料，包括粉末和母材，為高反射材料，則光纖激光器、二極管激光器由于其自身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，就顯得不太適合了，而碟片激光器則比較適合焊接（包括熔覆）、切割反射率比較高的材料。第十九頁(yè)，共50頁(yè)。2.3添料方式根據(jù)合金粉末供應(yīng)方式的不同，激光熔覆可以分為兩種，即預(yù)置粉末法和同步送粉法。熔覆材料可以選擇絲狀材料、板狀樹料、粉末材料等，其中粉末熔覆應(yīng)用比較廣泛。直接預(yù)置法包括無(wú)粘結(jié)劑預(yù)置法和粘結(jié)劑預(yù)置法。第二十頁(yè)，共50頁(yè)。2.3添料方式無(wú)粘結(jié)劑預(yù)置法是指利用預(yù)置工件將粉末直接預(yù)置到基體上，預(yù)置的過(guò)程中要使粉末分布均勻然后用激光進(jìn)行熔覆。粘結(jié)劑預(yù)置法指將粘結(jié)劑（纖維素等）粉末按照一定的比例混合加入少量的水使其成為糊狀，然后使用預(yù)置工具將其預(yù)置到基體上并放置一段時(shí)間使其涂在基體上干燥的方法，粘結(jié)劑預(yù)置法成本低，操作簡(jiǎn)單，但通過(guò)激光束的照射粘結(jié)劑界面易產(chǎn)生氣泡，因而會(huì)造成熔覆涂層產(chǎn)生氣孔、裂紋、脫落等缺陷使熔覆涂層的質(zhì)量下降。第二十一頁(yè)，共50頁(yè)。2.3添料方式同步式激光熔覆則是將熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同時(shí)完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用線材或板材進(jìn)行同步送料。第二十二頁(yè)，共50頁(yè)。在同步送粉激光熔覆過(guò)程中的凝固速度要快于預(yù)置粉末法，有利于防止陶瓷顆粒沉底或上浮現(xiàn)象，從而大大改善復(fù)合層中陶瓷顆粒分布的均勻性。但同步送粉過(guò)程中，陶瓷顆粒在送粉同時(shí)受激光束輻照，且注入到熔池的中心，由于激光熔池表面中心的溫度最高，熔池中心的陶瓷顆粒的吸收熱量高，注入陶瓷顆粒仍然有熔化和分解的現(xiàn)象。第二十三頁(yè)，共50頁(yè)。2.3添料方式預(yù)置式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表面預(yù)處理---預(yù)置熔覆材料---預(yù)熱---激光熔化---后熱處理。同步式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表面預(yù)處理---送料激光熔化---后熱處理。按工藝流程，與激光熔覆相關(guān)的工藝主要是基材表面預(yù)處理方法、熔覆材料的供料方法、預(yù)熱和后熱處理。第二十四頁(yè)，共50頁(yè)。2.4激光熔覆的工藝參數(shù)激光熔覆是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)冶金過(guò)程，是一種對(duì)裂紋敏感的工藝。激光熔覆工藝參數(shù)是影響激光熔覆涂層質(zhì)量的一個(gè)重要的方面。激光熔覆工藝參數(shù)主要包括激光束掃描速度、光斑直徑、激光功率、搭接率、離焦量等。涂層成形質(zhì)量的影響對(duì)于激光再制造產(chǎn)品的可靠性非常重要，熔覆材料和激光熔覆工藝的選擇決定了最終的涂層質(zhì)量，而工藝參數(shù)對(duì)于控制涂層質(zhì)量具有很大的影響。第二十五頁(yè)，共50頁(yè)。2.4激光熔覆的工藝參數(shù)激光功率與稀釋率成正比關(guān)系變化，隨著激光功率的增大，粉末與基體的表面溫度增加從而熔化量增大，因此容易產(chǎn)生氣孔、裂紋等現(xiàn)象。如果激光功率持續(xù)增大，基體的熔化加劇，從而導(dǎo)致基體變形或者產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象。如果激光功率過(guò)小，激光稀釋度變小，涂層與基體的冶金效果不好，容易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象。為了避免此問(wèn)題，應(yīng)該控制合理的激光功率。第二十六頁(yè)，共50頁(yè)。2.4激光熔覆的工藝參數(shù)熔覆涂層單位面積所需能量叫做能量密度Ｅ，又稱激光比能，其計(jì)算公式為（激光束功率Ｐ、激光束光斑直徑Ｄ及激光掃描速度Vｂ）．研究表明激光比能與激光功率有著密切的關(guān)系，在光斑直徑與掃描速度一定的情況下，激光比能與激光功率成正比關(guān)系。掃描速度是激光工藝參數(shù)中非常重要的參數(shù)。極限速度是指激光束只可使合金粉末熔化，而幾乎不能使基體熔化的掃描速度。要使涂層成形完好，要求激光掃描速度必須小于極限速度。第二十七頁(yè)，共50頁(yè)。

2.4激光熔覆的工藝參數(shù)光斑直徑主要影響熔覆涂層的寬度，光斑直徑和熔覆涂層寬度以及掃描速度的關(guān)系可由下式確定：，式中，ａ為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，和工藝特性材料屬性有關(guān)。當(dāng)其他工藝參數(shù)一定的情況下，隨著光斑直徑的增大，涂層寬度增大，激光熔池增大，因此其表面張力減小，涂層質(zhì)量得到一定的提高。如果光斑直徑過(guò)小，則很難得到大面積的熔覆，如果光斑直徑過(guò)大，激光束熱量容易分散，影響涂層的質(zhì)量。第二十八頁(yè)，共50頁(yè)。2.4激光熔覆的工藝參數(shù)要想得到大面積的激光熔覆涂層，需要從搭接方面來(lái)入手分析。因此搭接率是影響大面積涂層質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。如果搭接率過(guò)低，搭接處容易形成凹坑等缺陷且表面比較粗糙，如果搭接率過(guò)高，涂層表面變的比較平整光滑，但是可能會(huì)有氣孔、裂紋的產(chǎn)生，因此要選擇合適的搭接率。第二十九頁(yè)，共50頁(yè)。2.5熔覆材料在激光熔覆過(guò)程中，影響激光涂層成形質(zhì)量和性能的因素非常復(fù)雜，激光熔覆材料是一個(gè)主要因素。按熔覆材料的初始供應(yīng)狀態(tài)熔覆材料可分為粉末狀、膏狀、絲狀、棒狀和薄板狀。其中應(yīng)用最廣泛的是粉末狀材料。按照材料成分構(gòu)成激光熔覆粉末材料主要分為金屬粉末、陶瓷粉末和復(fù)合粉末等。在金屬粉末中自熔性合金粉末的研究與應(yīng)用最多。目前廣泛應(yīng)用的主要有Fe、Ni、Co基自熔性合金粉末以及為了進(jìn)一步提高耐磨性而加入各種陶瓷相混合形成的金屬陶瓷材料。第三十頁(yè)，共50頁(yè)。

2.5.1自熔性合金粉末所謂自熔性合金是指：含有B和（或）Si元素，熔點(diǎn)較低，大約在950~1150℃之間，本身具有脫氧、造渣、除氣和良好浸潤(rùn)性能的合金。自熔性合金粉末具有較好的熔覆工藝性能，熔溶覆層表面成型良好。能夠與基體材料形成良好的濕潤(rùn)性和結(jié)合性，提高冶金效果。在激光熔覆粉末中加入一些氧化物能夠提高其涂層的耐磨耐蝕等性能。自熔性合金粉末主要分為鎳基、鈷基、鐵基自熔性合金粉末。第三十一頁(yè)，共50頁(yè)。2.5.1自熔性合金粉末鎳基自熔性粉末具有非常好的自熔性，良好的韌性、耐沖擊、耐熱性、抗氧化性及較高的耐蝕性，但是高溫性能較差。鈷基自熔性粉末比鎳基自熔性粉末自熔性能要差一些，但其耐高溫性能最好，且具有良好的耐熱震、耐磨、耐蝕性能，但成本較高。鐵基自熔性粉末的自熔效果較前兩種粉末最差且抗氧化性能差，但是成本最低。第三十二頁(yè)，共50頁(yè)。陶瓷粉末陶瓷粉末主要包括硅化物陶瓷粉末和氧化物陶瓷粉末兩種，其中又以氧化物陶瓷粉末為主。陶瓷材料具有優(yōu)異的硬度、強(qiáng)度、耐磨、耐蝕、耐熱以及高溫抗氧化、硫化性能和化學(xué)穩(wěn)定性能。目前生物陶瓷研究也越來(lái)越流行，如為改善醫(yī)用鈦合金的生物活性和生物相容性而在金屬材料表面激光熔覆含Ca、P的羥基磷灰石生物陶瓷涂層。第三十三頁(yè)，共50頁(yè)。復(fù)合材料主要指碳化物、氮化物、硼化物等各種高熔點(diǎn)硬質(zhì)陶瓷材料與金屬混合而成的粉末體系。采用復(fù)合粉末，在進(jìn)行激光熔覆時(shí)，一方面，合金材料可以保護(hù)陶瓷相，減少其燒損；另一方面，韌性高的合金基體可減小涂層的熱膨脹不匹配，降低殘余應(yīng)力，提高涂層性能。通過(guò)向熔覆材料中加入陶瓷顆粒，經(jīng)激光輻照并快速熔凝后可形成金屬陶瓷復(fù)合涂層，從而改善單一金屬熔覆層的性能，使零件表面獲得更高的耐磨、耐蝕、耐高溫和抗氧化性能。第三十四頁(yè)，共50頁(yè)。選擇熔覆材料要堅(jiān)持以下幾點(diǎn)原則：（１）熔覆材料與基體材料的熔點(diǎn)要接近，避免產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象。（２）保證熔覆材料與基體之間具有一定的濕潤(rùn)性。（３）盡量控制粉末的粒度在一定的范圍內(nèi)，要避免粉末過(guò)細(xì)，影響熔池的流動(dòng)性，粉末如果過(guò)大，影響激光熔覆工藝性能。（４）熔覆材料與基體材料的熱膨脹系數(shù)要盡可能接近，如果相差太大容易產(chǎn)生裂紋等現(xiàn)象，影響涂層的質(zhì)量。第三十五頁(yè)，共50頁(yè)。3激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用激光熔覆技術(shù)作為材料表面改性技術(shù)的一個(gè)重要方向，己經(jīng)經(jīng)歷了將近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)在汽車工業(yè)生產(chǎn)、航空航天、模具等諸多領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，而且取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。第三十六頁(yè)，共50頁(yè)。3.1在汽車工業(yè)中的應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣門、氣門座圈密封錐面、氣門閥桿小端面、排氣閥表面等工作表面上，利用激光熔覆技術(shù)進(jìn)行處理，能夠在工作表面上形成致密的涂層，提高工件工作表面的耐高溫、高硬度、耐磨、耐蝕等性能。激光熔覆技術(shù)在農(nóng)業(yè)汽車行業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用，例如應(yīng)用在汽車的曲軸、活塞、齒輪等方面。第三十七頁(yè)，共50頁(yè)。3.2在航空航天工業(yè)中的應(yīng)用激光熔覆最先應(yīng)用的部門就是航空航天工業(yè)，激光熔覆制造成形的鈦合金零件主要應(yīng)用在飛機(jī)的翼根吊環(huán)和降落用的選接桿中，使其壽命得到提高。劉其斌等進(jìn)行了航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片鑄造缺陷激光熔覆修復(fù)的研究。第三十八頁(yè)，共50頁(yè)。3.3在熱動(dòng)力工業(yè)中的應(yīng)用激光熔覆在熱動(dòng)力工業(yè)中也得到應(yīng)用，可以用于汽輪機(jī)葉片耐蝕、耐高溫、耐疲勞等性能，或者某些鍋爐閥門密封面的抗磨損、抗沖蝕等，也能代替其他焊接方法來(lái)提高生產(chǎn)效率，進(jìn)一步提高使用性能進(jìn)而提高使用壽命。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸激光修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)第三十九頁(yè)，共50頁(yè)。3.4在模具工業(yè)中的應(yīng)用在模具工業(yè)中，激光熔覆技術(shù)可以改善工模具鋼的表面硬度、耐磨性、耐腐蝕、耐疲勞等性能。該技術(shù)修復(fù)模具的優(yōu)勢(shì)在于節(jié)約昂貴的戰(zhàn)略價(jià)值的合金元素，它可以在普通模具鋼上獲得高性能的表面合金層，賦予其特異的性能，從而提高模具的使用壽命。如在軋鋼導(dǎo)向板上激光熔覆高溫耐磨涂層，使其壽命與普通碳鋼導(dǎo)向板相比提高4倍以上；與整體鋼導(dǎo)向板相比軋鋼能力提高一倍以上，減少了停機(jī)時(shí)間，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本等。第四十頁(yè)，共50頁(yè)。應(yīng)用激光進(jìn)行模具維修，由于激光束的高能量密度所產(chǎn)生的近似絕熱的快速加熱，對(duì)基體的熱影響較小，引起的畸變可以忽略。應(yīng)用高能激光脈沖去除模具在使用過(guò)程中產(chǎn)生的表面污物是激光技術(shù)在模具行業(yè)中的又一用途。在玻璃模具中加入Ni基合金粉末進(jìn)行激光熔覆處理后可提高玻璃模具的使用時(shí)間。第四十一頁(yè)，共50頁(yè)。3.5在零件修復(fù)中的應(yīng)用激光熔覆可應(yīng)用于零部件的修復(fù)。沈陽(yáng)科技公司利用激光熔覆技術(shù)在大型滾軸熔覆三層不同的低價(jià)熔覆材料，不但節(jié)約了貴金屬材料，而且使?jié)L軸表面的耐磨、耐蝕性得到了很好的提高，在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。第四十二頁(yè)，共50頁(yè)。4激光熔覆技術(shù)存在的問(wèn)題評(píng)價(jià)激光熔覆層質(zhì)量的優(yōu)劣，主要從兩個(gè)方面來(lái)考慮。一是宏觀上，考察熔覆層氣孔、裂紋、形狀等。二是微觀上，考察是否形成良好的組織，能否提供所要求的性能。此外，還應(yīng)測(cè)定表面熔覆層化學(xué)元素的種類和分布，注意分析過(guò)渡層的情況是否為冶金結(jié)合，必要時(shí)要進(jìn)行質(zhì)量壽命檢測(cè)。目前研究工作的重點(diǎn)是熔覆設(shè)備的研制與開發(fā)、熔池動(dòng)力學(xué)、合金成分的設(shè)計(jì)、裂紋的形成、擴(kuò)展和控制方法、以及熔覆層與基體之間的結(jié)合力等。第四十三頁(yè)，共50頁(yè)。4.1氣孔的產(chǎn)生及防止氣孔是Ni基激光熔覆涂層中經(jīng)常出現(xiàn)的缺陷。激光熔覆層中的氣孔是由于在激光快速熔凝的條件下，熔池中的氣體來(lái)不及逸出而形成的。此外，在采用粉末預(yù)置法預(yù)置涂層材料時(shí)激光加熱過(guò)程中產(chǎn)生氣體，形成氣孔。一般來(lái)說(shuō)，氣孔是難以完全避免的，但可以采用一些措施加以控制。常用的方法有：防止合金粉末儲(chǔ)運(yùn)中的氧化，在使用前要烘干去濕以及激光熔覆時(shí)要采取防氧化措施等。第四十四頁(yè)，共50頁(yè)。4.2裂紋的產(chǎn)生、控制及防止由于材料的熔化、凝固和冷卻都是在極快的條件下進(jìn)行的，如果成形工藝控制不當(dāng)，易于在成形件中形成裂紋，成形過(guò)程中裂紋一