激光熔覆技术的应用分析

激光熔覆技术是涵盖光、机、电、材料、检测、控制等多学科的高科技，是激光先进制造技术重要的支撑技术，可以解决传统制造方法无法完成的难题，是国家重点扶持和推动的高科技。目前，激光熔覆技术是新材料制备、金属零部件快速直接制造、失效金属零部件绿色再制造的重要手段之一，广泛应用于航空、石油、汽车、机械制造、船舶制造、模具制造等领域。

为了推进激光熔覆技术的产业化，世界各国的研究人员通过对激光熔覆相关关键技术的系统研究，取得了重大进展。国内外有大量的研究和会议论文、专利介绍激光熔覆技术和最新应用(激光熔覆设备、材料、工艺、监测和控制、质量检测、过程模拟和模拟等)。但是到目前为止，激光熔覆技术还不可能大面积工业化应用。分析其原因，有政府导向的因素、激光熔覆技术本身成熟度的限制、社会各界对激光熔覆技术的认可程度等。因此，激光熔覆技术要实现全面工业化应用，必须加大宣传力度，以市场需求为导向，重点突破制约发展的关键因素，解决与工程应用相关的关键技术。相信在不远的未来，激光熔覆技术的应用领域和强度将不断扩大。

激光熔覆的优点

激光束的聚焦功率密度达到1010~12W/cm2，作用于材料获得高达1012K/s的冷却速度，这种复合特性不仅为材料科学新学科的成长提供了强大的基础，而且为新材料或新功能表面的实现提供了前所未有的工具。激光熔覆产生的熔体在高温梯度下摆脱了平衡状态的快速冷却条件，在凝固组织中形成了大量过饱和固溶体、中间稳定相和新阶段，得到了大量研究所的确认。

目前，利用激光熔覆技术可以制备铁基、镍基、钴基、铝基地、钛基、镁基等金属基复合材料。从功能上分类：可以准备兼具耐磨、耐腐蚀、耐高温等多种功能的单一或同时涂层。从构成涂层的材料体系来看，从二元合金体系向多元体系发展。多元体系的合金成分设计及多功能性是今后激光熔覆制备新材料的重要发展方向。

最近的研究表明，在我国工程应用中，钢铁机的金属材料占主导地位。同时，金属材料的失败(例如腐蚀、磨损、疲劳等)大部分发生在零部件的工作表面上，因此必须加强表面。为了满足工件的服役条件，采用大原地自生颗粒，加强以钢为基础的复合材料制造，不仅浪费材料，成本也很高。另一方面，从仿生学的角度考察天然生物材料，其组成由外密内因性组成，性能为外硬内因性，密、硬韧性从外到内发生变化。天然生物材料的特殊结构具有良好的使用性能。根据激光熔覆工程上材料的特殊服役条件和性能的要求，迫切需要开发出一种强耦合、激光熔覆性能梯度变化的新型表层金属基复合材料。