激光熔覆技术综述

赵月红 赵新红

◆摘  要：激光熔覆主要是通过改进表面性能，如强度、导电性、抗磨性与抗蚀性等，使材料通过激光熔覆技术获得基材所缺少的优异性能，从而使材料的应用更深、更广。激光熔覆是一种新兴的表面改性技术，论述了激光熔覆技术及其发展过程，从基体材料和熔覆材料两方面研究了激光熔覆技术的研究现状。

◆关键词：激光熔覆;熔覆层;基体

激光熔覆是指在基材表面熔覆一层复合涂层，对基体材料表面性质进行改善的新技术，利用的是激光的高能量使熔覆粉末与基体之间形成冶金结合达到性能要求，熔覆后的表面涂层性能可以根据性能要求利用不同的熔覆粉末，最终达到力学性能与物理性能的改进。激光熔覆具有稀释度低、组织致密性好、涂层与基体达到冶金结合等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。利用激光熔覆制造新型材料，已成为近年来的研究热点。

一、激光熔覆技术的发展过程

激光熔覆技术的发展经历了近半个世纪，早期激光熔覆技术主要集中在激光熔覆特性、不同材料与基体组合的激光熔覆工艺及参数、激光熔覆层的微光组织结构和金相分析、激光熔覆层的性能、熔覆层缺陷以及激光熔覆应用等方面研究;现代激光熔覆主要集中在激光熔覆基础理论和模型，激光熔覆高性能送粉和喷嘴，用激光熔覆制备新材料，基于激光熔覆的快速成形与制造技术等领域的研究。

我国对激光熔覆技术的研究始于上世纪90年代初期，研究方法不断改进并得到了很大的提高，主要进行的研究方向如下：1.激光工艺参数对熔覆层性能的影响。2.激光熔覆过程中添加稀土氧化物对涂层组织性能的影响。3.激光熔覆陶瓷颗粒相增强熔覆层强度。

二、激光熔覆技术的研究现状

激光熔覆技术在诸多的材料如钛合金、合金钢、模具钢以及各种有色金属等材料有了广泛的应用。

激光熔覆材料是用于制备涂层的，并制约涂层特性。材料的改变将直接影响涂层的使用性能，因此熔覆层材料的开发始终是研究的重点。现在激光熔覆材料主要有自溶性合金粉末、复合粉末和陶瓷粉末。

目前应用最广的激光熔覆自熔性合金粉末主要有：Ni基、Fe基、Co基三种合金粉末。在铸铁表面激光熔覆镍基复合涂层，所得到的涂层的稀释率比铸铁稀释率低，虽然镍基涂层比铸铁硬度显著提高，但是涂层和基体的弹性模量是相似的。

三、激光熔覆技术前景展望

激光熔覆技术作为一种新兴的表面改性技术，已经成为当今的研究热点，熔覆材料的研究方向正转向陶瓷增强金属基复合材料体系。ZrB2-SiC复合陶瓷具有优良的抗氧化性和强度以及抗热震性。关于ZrB2-SiC的研究已经有了很多，但是多为在溶液或者热压的条件下制备，制备的工艺比较复杂，而且制备出的多为混合的粉体。目前关于激光熔覆制备ZrB2-SiC复合的涂层材料的研究还比较少。

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本文是秦皇島市科技局课题《基于激光熔覆技术在纯铜表面原位合成TiB2-MoB2- SiC复合材料性能的研究》的研究成果，课题编号：201902A023。