激光熔覆如何改善产品表面性能

激光熔覆是一种表面改性技术，又叫激光熔敷或激光包覆，采用高能量激光作为热源，合金粉末作为焊材，通过激光与合金粉末同步作用于金属表面，快速熔化形成熔池，再快速凝固形成致密、均匀并且厚度可控的冶金结合层。可显著改善金属表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化等性能。

激光熔覆是一个复杂的物理、化学冶金过程，激光参数的设置对熔覆层质量的影响较大。除此之外，合金粉末的选择也是重要的因素。

激光熔覆合金粉末按照材料成分构成，主要分为自熔性合金粉末、复合粉末和陶瓷粉末。其中，自熔性合金粉末的研究与应用最多。

一、自熔性合金粉末

自熔性合金粉末可以分为铁基（Fe）、镍基（Ni）、钴基（Co）合金粉末，其主要特点是含有硼和硅，因而具有自脱氧和造渣性能；还含有较高的铬，因而具有优异的耐蚀性和抗氧化性。对碳钢、不锈钢、合金钢、铸钢等多种基材有较好的适应性，能获得氧化物含量低、气孔率小的熔覆层。

1、铁基（Fe）自熔性合金粉末

铁基自熔性合金粉末是材料来源广泛、成本低且抗磨性能好。缺点是熔点高、抗氧化性差，熔覆层易开裂、易产生气孔等。在铁基合金粉末成分中，通过调整合金元素含量来调整涂层的硬度，并通过添加其它元素改善熔覆层的硬度、开裂敏感性和残余奥氏体的含量，从而提高熔覆层的耐磨性和韧性。

2、镍基（Ni）自熔性合金粉末

镍基（Ni）自熔性合金粉末在滑动、冲击磨损和磨粒磨损严重的条件下，单纯的自熔性合金粉已不能胜任使用要求，此时可在自熔性合金粉末中加入各种高熔点的碳化物、氮化物、硼化物和氧化物陶瓷颗粒，制成金属复合涂层。

3、钴基（Co）自熔性合金粉末

钴基（Co）自熔性合金粉末具有优良的耐热、耐蚀、耐磨、抗冲击和抗高温氧化性能，常被应用于石化、电力、冶金等工业领域。目前，钴基合金所用的合金元素主要是镍、碳、铬和铁等。其中，镍元素可以降低钴基合金熔覆层的热膨胀系数，减小合金的熔化温度区间，有效防止熔覆层产生裂纹，提高熔覆合金对基体的润湿性。