浅述激光熔覆技术的应用

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　　摘 要：激光熔覆作为先进表面处理技术的一种，它能明显改善材料的综合性能，是未来材料表面改进技术的发展方向，本文主要是对激光熔覆技术在航空航天、汽车工业、石油工业、模具领域内的应用，最后提出了目前激光熔覆技术存在的关键缺陷和未来发展方向及趋势。
　　关键词：激光熔覆;表面处理;性能;应用;趋势
　　Abstract：Laser cladding，as one of the advanced surface treatment technologies，can obviously improve the comprehensive，which is the development direction of material surface improvement technology in the future.This paper mainly focuses on the application of laser cladding technology in aerospace，automobile industry，petroleum industry and die field.Finally，the key defects and future development direction and trend of laser cladding technology are put forward.
　　Key words：Laser cladding;Surface treatment;performance;application;trend
　　
　　1 激光熔覆技术的应用领域
　　激光熔覆技术已是当代材料表面改性的研究热点，近年来，激光熔覆的研究已取得不少的进展和研究成果，已成功在许多工业领域中得到了广泛的应用，具有很广的发展前景和发展领域。
　　1.1 在航空航天的应用
　　激光熔覆技术不但可以用来制造该行业所需零部件，还可以在修复和维护方面有所用途。20世纪80年代，Rolls Royce对RB211涡轮发动机的壳体的联合部位和发动机叶片开展了激光熔覆。后美国AeroMet公司生产出的F22战机上的2个全尺寸接头零件，使使用寿命延长了一倍。飞行器上使用钛合金量比较大，采用激光熔覆技术制造的零件性能要明显高于用常规加工的零件，不仅节约成本的20%～40%，而且还能大大地缩短生产周期。
　　1.2 在汽车工业的应用
　　由于汽车的发动机活塞和阀门，气缸内槽等零件，在抗磨损、抗氧化、耐高温等方面具有比较高的要求，对这些材料进行熔覆之后，能够有效延长其使用年限，降低经济费用。俄罗斯在利用激光熔覆技术对汽车零部件进行修复方面的经验十分丰富，运用到曲轴，传动轴和凸轮轴等修复，熔覆后其硬度和抗磨损性能均有了很大提高，使用寿命提高2-4倍，明显提高了其使用性能。
　　1.3 在石油工业的应用
　　石油产业的环境一般破坏性比较大，许多工件一直承受较大压力，并且所处环境容易造成腐蚀现象，容易导致它们过早发生失效破坏，而停止检修和更新部件既增加了材料成本，既影响油田的正常生产，又带来很大的损失。而常规的表面处理技术很难易损件。使得常规表面处理技术受到限制。而利用激光熔覆技术对基材覆盖一层涂层这种方法，既可以增强产品抗磨损，抗高温氧化等机能，同时又能够降低生产成本。江汉钻头厂曾在与华中理工大学等合作下，对钢齿钻头进行表面熔覆WC，结果表明它抗磨擦损伤性能比用氢原子进行覆焊的效果有很大提升。
　　1.4 在其他工业领域的应用
　　在煤碳铁矿、铁路行业内，例如液压设备、发电机、球磨机、齿轮、洗煤设备、列车转向架的闸瓦等;在水泥建筑行业，例如破碎机主轴、电机转轴、搅拌机主轴、减速器齿轮轴等;在工程机械行业，例如齿轮轴、刹车盘、发动机缸体与曲轴等，还有在水利、印刷、造纸、食品等重大先进行业。机器设备里面只要有易损、磨损和腐蚀的零件，都可以应用到激光熔覆技术，可以达到修复或者改良机器设备，使得设备重新工作，达到节约了设备投入成本，提高设备使用的寿命，进而促进激光熔覆技术的发展。
　　2 激光熔覆技术的发展缺陷
　　目前，熔覆熔覆层的质量参差不齐，难以控制，主要原因是在生产过程中升温过程和凝固过程的时间快，此过程迅速完成這样便无法保证其优良质量，容易出现以下缺陷。
　　2.1 熔覆层的裂纹
　　由于激光熔覆技术中材料需要快速熔化和快速凝固特性，且基体和熔覆材料的相关物理性质有很大不同，进行处理时会出现很大的拉应力作用于熔覆层材料，如果此拉应力太大，熔覆层材料承受不住，就会有裂纹现象出现这对激光熔覆的应用和发展中起消极不利的作用。
　　2.2 熔覆层的气孔
　　熔覆层影响较大的一种缺陷是气孔，存在气孔时，裂纹现象出现的几率也会大大增加，会对熔覆层的质量造成不良影响。
　　3 结语
　　随着科技技术的发展，很多工业领域已进入实际工业发展阶段，未来伴随着具有巨大的发展前景。今后主要研究方向：（1）采用科学手段，从根本上上解决裂纹和气孔的问题;（2）工艺参数及成果数据库的建立;（3）熔覆技术理论体系建立和推广;（4）实验理论和实际应用结合。
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