激光熔覆粉末材料特性与应用解析

05 Aug,2024

　　激光熔覆技术，作为一种先进的表面改性方法，通过高能密度的激光束将熔覆材料熔化并与基材表面形成冶金结合，从而在基材上形成一层具有特定性能的涂层。激光熔覆粉末作为这一技术的核心材料，其种类、特性及应用范围对于涂层的质量与性能具有决定性作用。

　　一、激光熔覆粉末的分类

　　激光熔覆粉末主要分为三大类：自熔性粉末、陶瓷粉末和复合粉末。

　　自熔性粉末：应用较为广泛，主要包括铁基、镍基、钴基和铜基合金粉末。这些粉末中含有硼和硅等元素，具有良好的自熔性和润湿性，能够在熔覆过程中与基材形成良好的冶金结合。其中，铁基合金粉末成本低、抗磨性好，但熔点高、易氧化;镍基合金粉末熔覆层强度适中，但常需添加碳化钨、氮化钛等以提高性能;钴基合金粉末则具有优良的耐热、耐蚀、耐磨和抗冲击性能。

　　陶瓷粉末：如氧化锆、氧化铝等，主要用于提高涂层的耐磨、耐腐蚀、耐高温和抗氧化性能。陶瓷粉末的硬度高、耐磨性好，但脆性较大，需与金属粉末混合使用以改善其加工性能。

　　复合粉末：由陶瓷粉末或碳化钨、氮化钛等与金属粉末混合而成，旨在结合两者的优点，提高涂层的综合性能。复合粉末的制备工艺复杂，但应用前景广阔。

　　二、激光熔覆粉末的应用

　　激光熔覆粉末广泛应用于航空航天、汽车制造、能源化工、机械制造等领域。例如，在航空航天领域，激光熔覆技术可用于制造发动机叶片、涡轮盘等关键部件的涂层，以提高其耐高温、耐腐蚀和耐磨损性能;在汽车制造领域，该技术可用于制造发动机缸体、曲轴等部件的耐磨涂层，延长零部件的使用寿命。

　　三、激光熔覆粉末的选择与注意事项

　　在选择激光熔覆粉末时，需考虑粉末的成分、粒度、润湿性、热膨胀系数等因素，以确保其与基材的匹配性和熔覆层的质量。此外，还需注意粉末的保存条件和使用方法，避免受潮、氧化或污染。在熔覆过程中，还需控制激光功率、扫描速度、送粉量等参数，以获得理想的熔覆效果。

　　综上所述，激光熔覆粉末作为激光熔覆技术的核心材料，其种类、特性及应用范围对于涂层的质量与性能具有重要影响。随着科技的进步和应用的拓展，激光熔覆粉末的研发和应用将不断取得新的突破。