淺談激光熔覆技術*
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摘 要 激光熔覆作為先進表面處理技術的一種，通過高能激光束照射熔覆材料使之和基體同時快速熔化，快速凝固，與基體形成良好的冶金結合，能明顯改善材料的硬度，強度，耐磨性，本文主要是對激光熔覆技術的研究。
關鍵詞 激光熔覆;表面處理;材料;硬度;強度
Study on Laser Cladding Technology
Hua chao
Liuzhou railway vocational and technical college，Liuzhou Guangxi 545616
Abstract The Laser cladding， as one of the advanced surface treatment technologies， can rapidly melt and solidify the cladding material and the matrix simultaneously by irradiating the cladding material with high energy laser beam， forming a good metallurgical bond with the matrix， which can obviously improve the hardness， strength and wear resistance of the material. In the paper，the Laser cladding technology is mainly studied.
Keywords Laser cladding; Surface treatment; Material; Hardness; Strength
1 激光熔覆技術的發展歷史
1916年，被稱為“激光理論之父”愛因斯坦，為解決黑體輻射這一問題提出一個假設，即受激光輻射理論，這個假設在幾十年后方得到驗證。1928年Kopferman和Ladenburg第一次提出了試驗驗證愛因斯坦的理論，但是由于當時的技術條件沒有實現。1958年，湯斯與肖洛提出受激輻射可產生發光，為激光研究領域開辟了新道路[1]。兩年后，美國的休斯研究室的Maiman發明了紅寶石激光器，1961年，在中國相關科研人員努力下，我國首臺紅寶石激光器問世，然后各種類型相繼出現了，如CO2氣體激光器，半導體激光器，YAG固體激光器和光纖激光器。激光的產生，由于本身具有單色性，相干性，方向性和高能密度的特點，帶來了一場革命，對人類社會文明產生了很大的影響[2]。
2 激光熔覆的基本原理
激光熔覆是一種新的表面處理方法，該技術是將熔覆材料加在原材料表層，而后熔覆材料和原材料表層在激光的照射下發生熔化現象，迅速冷卻并且凝固，與原材料在表層上呈現冶金結合的涂層，這樣可顯著提高材料性能的方法。激光熔覆技術的使用范圍還是比較廣泛[3]。
在激光熔覆的過程中，實質上是激光，粉末和基材三者相互之間的關系，即激光與粉末，激光與基材，粉末與基材之間的相互作用。
激光熔覆材料大致包含自熔性合金材料、陶瓷材料以及復合材料等等幾種，他們在抗摩擦損壞，抗腐蝕，抗氧化等性能方面都能表現突出[4]。通常選用以下自熔性合金材料：
?。?）Fe基合金粉末 這種材料經常被應用在低碳鋼以及鑄鐵上，對一些抗磨損性能，抗腐蝕性能和塑性要求較高的零部件比較適合。鐵基合金粉末的優勢在于來源廣泛。
?。?）Ni基合金粉末 因為這種材料相比而言浸潤比較好，抗腐性能較好，同時它的價格也相對合適等這些因素，它在激光熔覆技術中得到廣泛推廣。通常比較適合于對抗磨損性能，抗腐性能可塑性較高的零件[5]。
?。?）Co基合金粉末 這種材料是用Co作為基本成分，加入Ni，Mo，W以及碳，硼等元素制作而成。C能固溶在Co的面心立方晶體內，對晶體起到固溶強化作用，又起到鈍化作用，提高耐蝕性和抗高溫氧化性能。
熔覆材料的添料方式不同，可分為預置粉末法和同步送粉法。
?。?）預置粉末法：是把熔覆材料放置于基材表層需要的地方，然后進行照射，發生熔化現象。通常我們見到的多呈現粉狀、絲狀，和板幾種形狀，其中經常見到粉末狀，大多使用黏結以及使用熱噴涂的方式。熱噴涂方法指的是粉末加熱至黏稠狀，然后通過噴槍高速噴射到基體表面，并迅速在基體表面形成一層熔覆層。
?。?）同步送粉法：是指激光熔覆設備中裝備有特殊設備可以自行地完成送粉過程，在熔覆粉末到達到基材后立即發生熔化現象，經過基體材料和粉末同時發生熔化并且迅速進行冷卻凝固，這樣便可以使熔覆層的質量更高[6]。
3 結論與展望
激光熔覆是一種新型的表面改進技術，該技術是將熔覆材料加在原材料表層，而后熔覆材料和原材料表層在激光的照射下發生熔化現象，迅速冷卻并且凝固，與原材料在表層上呈現冶金結合的涂層，這樣可顯著提高材料性能的方法，在未來的材料加工發展方向，激光熔覆將是未來一次材料表面重大改進技術發展的方向。
參考文獻
[1] 張永康，周建忠，葉會霞，等.激光加工技術[M].北京：化學工業出版社，2006：27.
[2] 張光鈞，吳培桂，許佳寧，等.激光熔覆的應用基礎研究進展[J].金屬熱處理，2011，36（1）：5-13.
[3] 孫會來，趙方方，林樹忠，等.激光熔覆研究現狀與發展趨勢[J].激光雜志，2008，29（1）：4-6.
[4] 李曉薇，張春華，張松，等.激光熔覆技術的研究進展[J].激光雜志，2007，（02）：1-2.
[5] 董世運，馬運哲，徐濱士，等.激光熔覆材料研究現狀[J].材料導報報，2006，（06）：5-9，13.
[6] 張藝，馬志凱，孫鉑，等.激光熔覆材料的研究現狀及發展[J].熱加工工藝，2015，（14）：40-44.
作者簡介
花超（1989-），男，江西撫州人;學歷：碩士研究生，現就職單位：柳州鐵道職業技術學院，現就職單位：柳州鐵道職業技術學院，研究方向：軌道技術。
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