【50net永乐高】金属表面硬化修复的先进技术-高速激光融覆工艺

表面涂层技术，是防护机械设备及其重件表面腐蚀、磨损等失效的最重要和最基本手段。

相比于传统的涂层制备技术如电镀、热喷涂、堆焊等方法存在各自的局限性，激光熔覆技术因具有清洁绿色和涂层品质优异的特点而拥有大规模推广应用的潜力。

原理：以高能密度的激光为热源在基材表面熔覆一层合金材料，使之与基材实现冶金结合的表面改性方法。

优势：明显提高工件表面的硬度和耐磨性，大幅度延长工件的服役寿命。

这款设备GSRF4000是我公司2023年引进国外核心部件-激光融覆喷头，激光发生器基础上经过自主研发改进而成，具有多路送粉，粉末利用率高，功率稳定，融敷速度快，孔隙率低的众多优势。适合在各种金属例如:灰铸铁，高锰钢，碳钢，不锈钢表面进行硬化强化，磨损修复等应用。

高速激光融覆技术是利用高能量聚焦激光束将各类合金粉末连同金属基体表面层瞬间融化，形成熔池深度大结合强度高的冶金结合组织，具有硬度高，强度大，耐磨防腐，耐高温气流冲蚀，抗高能冲击等众多特点。

功能特点

一、线速度可达100m/min，大幅度提高了熔覆效率。直径70合金钢基体，熔覆马氏体不锈钢材料，涂层厚度0.5mm，搭接70%情况下，熔覆效率可达1.2m2/h，整体加工效率为常规熔覆的3-4倍。

二、熔覆层平整，可直接磨抛加工，不需车削工序，从而大大节省材料与加工成本。

三、可进行薄涂层熔覆（0.2mm-0.3mm），又可进行中、厚涂层熔覆（0.3mm-1.5mm），薄厚兼顾。

四、加工精度高，可处理较小或难加工的区域；

五、稀释率可控制＜3%。

六、涂层材料的选择范围大，如铁基、镍基、铜基、钛基等。

七、可实现铜、铝、钛等有色金属材料的表面强化。

八、工艺过程易于实现自动化。

激光熔覆系统装备组成

激光器、送粉器、冷却机组、惰性气源等。基于激光熔覆技术特点及产业需求，研制出工业级金属材料激光熔覆装备，自主开发出了激光熔覆专业控制系统，并成功开展了激光熔覆技术的工程应用。

工艺参数对熔覆效果的影响

激光熔覆的工艺参数主要有激光功率、光斑直径、熔覆速度、离焦量、送粉速度、扫描速度、预热温度等。这些参数对熔覆层的稀释率、裂纹、表面粗糙度以及熔覆零件的致密性等有很大影响。

（1）激光功率功率大小直接影响单位时间内可以熔化的粉末量，进而影响熔覆效率。功率过小，可能会导致粉末熔化不彻底，磨抛后出现麻点，结合力不够，涂层硬度偏低；功率过大，有可能熔道过熔，导致表面出现斜皱纹。

（2）熔覆层宽度主要取决于激光束的光斑直径，光斑直径增加，熔覆层变宽。一般来说，在小尺寸光斑下，熔覆层质量较好，随着光斑尺寸增大，熔覆层质量下降，但光斑直径过小，不利于获得大面积的熔覆层。

（3）线速度越大，熔覆越薄，线速度越小，熔覆越厚。线速度过大，会导致基体不能形成熔池，涂层和基体不能很好冶金结合，熔道冷却慢，出现脱皮现象。线速度小可提高涂层硬度以及粉末利用率但会影响熔覆效率。

（4）送气量气体有两个作用，一是输送粉末，二是保护高温涂层，防止氧化。送粉气量过小，容易堵粉；送粉气量过大，粉末速度过快，弹射大，粉末利用率低。

激光熔覆技术主要应用于航空航天、汽车、石化、冶金、轨道交通等领域的修复和表面强化，为重要损坏部位的修复提供了一种新方法，从而大大降低了成本，提高了工作效率，利用激光熔覆技术对重要零件进行表面强化，可以提高零件的性能，从而延长其使用寿命。