熔覆的工藝性：關(guān)于激光熔覆和等離子熔覆，有許多同行發(fā)表了很多文章，大部分都強調(diào)激光的優(yōu)勢，這也是大家所追求的目標。然而，多數(shù)是從微觀角度用金相分析的方法評價激光的。但凡事都有其兩面性，激光熔覆也有其劣勢。在工藝方面就有許多限制，在生產(chǎn)實際中更需要高的操作技能，給許多客戶造成困難。我認為主要是加熱快，冷卻快造成的熔覆層熔融時間過短造成光斑外緣和內(nèi)緣差別大，組織形成不均勻，應(yīng)力分配不勻，排氣浮渣不充分，造成硬度不均，易形成氣孔夾渣等問題，難以獲得大面積完美的熔覆層，YAG激光尤其為甚。所以激光熔覆從選材到操作都應(yīng)格外細致。等離子熔覆相對激光講輸入熱量大，基體變形量比激光大。但其熔融充分，硬度分布均勻，排氣浮渣徹底。材料選擇范圍廣，易于操作，易獲較為完好的整體熔覆層，成本低，效益好。因此在大面積，大厚度，熔覆方面有著明顯優(yōu)勢。激光熔覆亦稱激光包覆或激光熔敷，是一種新的表面改性技術(shù)。它通過在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之與基材表面薄層一起熔凝的方法，在基層表面形成與其為冶金結(jié)合的添料熔覆層。激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經(jīng)激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體成冶金結(jié)合的表面涂層，改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達到表面改性或修復(fù)的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節(jié)約了大量的貴重元素。它利用高能激光束（104-106w/cm2)在金屬表面輻照，通過迅速熔化，冷卻（102-106°C/s），在基材表面熔覆一層具有特殊物理.化學(xué)和力學(xué)性能的材料，從而構(gòu)成一種新的復(fù)合材料，形成基體不具備的高性能。此工藝可以根據(jù)工件的工況要求，設(shè)計不同性能的表面熔覆層，用于工件表面損壞后的修復(fù)，同時提高工件基體的耐熱、耐腐蝕、耐磨損的性能。材料主要有：鎳基、鈷基、鐵基合金、碳化鎢、高耐腐蝕合金材料等，硬度由HRC15-65度可隨機調(diào)配。激光熔覆機適用于各種、國產(chǎn)機械設(shè)備零配件磨損、腐蝕、斷、裂、劃傷、硌痕、加工超差、鑄造缺陷、泄漏等的修理。各種國產(chǎn)機械零配件表面的改性，使其具有減磨、耐磨、耐腐蝕、耐高溫等性能。與堆焊、噴涂、電鍍和氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結(jié)合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點，因此激光熔覆技術(shù)應(yīng)用前景十分廣闊。從當前激光熔覆的應(yīng)用情況來看，其主要應(yīng)用于兩個方面：一，對材料的表面改性，如燃汽輪機葉片，軋輥，齒輪等；二，對產(chǎn)品的表面修復(fù)，如轉(zhuǎn)子，模具等。有關(guān)資料表明，修復(fù)后的部件強度可達到原強度的90%以上，其修復(fù)費用不到重置價格的1/5，更重要的是縮短了維修時間，解決了大型企業(yè)重大成套設(shè)備連續(xù)運行所必須解決的轉(zhuǎn)動部件快速搶修難題。另外，對關(guān)鍵部件表面通過激光熔覆超耐磨抗蝕合金，可以在零部件表面不變形的情況下大大提高零部件的使用壽命；對模具表面進行激光熔覆處理，不僅提高模具強度，還可以降低2/3的制造成本，縮短4/5的制造周期。熔覆材料：目前應(yīng)用廣泛的激光熔覆材料主要有：鎳基、鈷基、鐵基合金、碳化鎢復(fù)合材料。其中，又以鎳基材料應(yīng)用多，與鈷基材料相比，其價格便宜。熔覆工藝：激光熔覆按熔覆材料的供給方式大概可分為兩大類，即預(yù)置式激光熔覆和同步式激光熔覆。預(yù)置式激光熔覆是將熔覆材料事先置于基材表面的熔覆部位，然后采用激光束輻照掃描熔化，熔覆材料以粉、絲、板的形式加入，其中以粉末的形式為常用。同步式激光熔覆則是將熔覆材料直接送入激光束中，使供料和熔覆同時完成。熔覆材料主要也是以粉末的形式送入，有的也采用線材或板材進行同步送料。預(yù)置式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表面預(yù)處理---預(yù)置熔覆材料---預(yù)熱---激光熔化---后熱處理。同步式激光熔覆的主要工藝流程為：基材熔覆表面預(yù)處理---送料激光熔化---后熱處理。按工藝流程，與激光熔覆相關(guān)的工藝主要是基材表面預(yù)處理方法、熔覆材料的供料方法、預(yù)熱和后熱處理。各類廣泛應(yīng)用的表面工程技術(shù)中，激光熔覆、等離子轉(zhuǎn)移弧熔覆、火焰噴涂以及等離子噴涂均可以制備較厚的涂層。由于火焰噴涂及等離子噴涂會產(chǎn)生巨大的噪聲，以及大量的灰塵及紫外線，因此會嚴重污染環(huán)境；同時，在噴涂過程中，合金粉末經(jīng)過高溫區(qū)域時，其中的部分合金元素會被氧化，甚至燒蝕掉。另外，火焰噴涂及等離子噴涂技術(shù)制備的涂層與基底之間是機械結(jié)合，因此，涂層不能承受較大的載荷及沖擊。由于激光的能量轉(zhuǎn)換率很低(大約只有10％-25％之間)，而且由于設(shè)備費用很高，因此其應(yīng)用受到了限制；同時，其應(yīng)用還依賴于塊體材料的反射率，因此，激光熔覆工藝的大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用目前仍受到很大限制。等離子轉(zhuǎn)移弧熔覆技術(shù)焰流具有極高溫度(高達20,000-30,000℃)，優(yōu)異的電弧穩(wěn)定性，工件熱變形率低，以及涂敷速度快等優(yōu)點。等離子熔覆技術(shù)是上述各種表面改性工藝中的較理想的一種。近幾年在該領(lǐng)域研究取得了很多進展。