激光熔覆
激光熔覆
原理
激光熔覆技术的原理是，在需处理的零部件表
面预置一层能满足使用要求的特制粉末材料,然 后用高能激光束对涂层进行快速扫描处理,预置
粉末在瞬间熔化并凝固，涂层下基体金属随之
熔化一薄层，二者之间的界面在很窄的区域内
迅速产生分子或原子级的交互扩散,同时形成牢 固的冶金结合。在快速热作用下,基体受热影响 极小,无变形。熔层合金自成体系，其组织致密， 晶粒细化,硬度和强韧性提高,表面性能大大改 善。
质量优势
举例
不锈钢辊颈·激光熔覆
大型曲轴·激光熔覆
汽轮机叶片及转子·激光 熔覆
展望
综上所述，在过去十几年间，激光熔覆 耐磨、耐蚀、抗氧化、热障涂层等研究 取得了巨大进展，某些方面已进人实际 工业应用阶段，但仍然存在许多挑战性 的困难，随着激光熔覆技术的日趋成熟 和完善，因技术的先进性，高效率和经 济性，其工业应用领域将不断扩大，在 表面改性领域具有强大的生命力.
谢谢
激光熔覆技术
主要内容
概述 特点 涂层体系 原理 应用
概述
激光表面涂层技术主要包括激光表面合 金化、激光气相沉积与激光熔覆三个分 支。
激光熔覆技术是指以不同的添加方法在 被熔覆的基体上放置选择的涂层材料经 激光辐照后使之和基体表面熔化，经快 速凝固形成低稀释度的与基体呈冶金结 合的表面涂层。
抗氧化涂层抗高温氧化涂层在火箭发动机的高 温部件上等高科技领域有着广泛的应用前景.激 光熔覆中研究较多的是MCrALY系合金涂层，其 中M代表Ni、Co等过渡族元素
涂层体系
生物涂层Ti基HAP(羟基磷灰石)复合材料 以及含Ca、P的生物玻璃陶瓷涂层是激光 熔覆中刚刚起步的研究方向。生物金属 材料如Ti基合金等虽然具有比强度高、韧 性好、无毒等优良性能，但一般都不具 备生物活性和相容性。
激光熔覆技术的原理和应用
激光熔覆技术的原理和应用激光熔覆技术是一种将一层或多层材料熔化并覆盖在基底材料表面的表面改性技术。
其原理是利用高能量激光束的热效应使材料熔化，并在凝固过程中形成一层新的材料。
激光熔覆技术广泛应用于工业领域，如航空航天、汽车、冶金和电子等领域，以提高材料的性能和延长其使用寿命。
激光熔覆技术的原理是利用激光束的高能量浓度使材料迅速升温并熔化，然后形成一层新的材料。
其主要步骤包括熔化、溶解和凝固三个阶段。
首先，激光束的高能量聚焦在材料表面，使其迅速升温并熔化。
接下来，激光束的移动速度决定了材料的溶解程度和覆盖层的厚度。
最后，在激光束的作用下，熔化的材料迅速凝固形成一层新的材料。
首先，它可以将多种材料熔融在一起，形成覆盖层。
这样可以在基底材料上形成一种新的材料，提高基底材料的性能。
例如，可以将陶瓷和金属熔融在一起，形成具有陶瓷硬度和金属韧性的覆盖层。
其次，激光熔覆技术可以在材料表面形成非常细小的晶粒结构。
这种细小的晶粒结构可以提高材料的硬度和抗磨损性能。
同时，细小的晶粒结构还可以提高材料的强度和耐腐蚀性能。
此外，激光熔覆技术可以在表面形成非常薄的覆盖层。
这种薄的覆盖层不会改变基底材料的尺寸和形状，从而提高工件的精度和形状精度。
同时，薄的覆盖层还可以减小材料的重量，并提高材料的导热性能。
其次，激光熔覆技术可以用于提高材料的性能。
例如，可以在金属表面形成陶瓷覆盖层，从而提高金属的硬度和抗磨损性能。
同时，还可以在材料表面形成耐腐蚀的覆盖层，提高材料的耐腐蚀性能。
另外，激光熔覆技术还可以用于合金化处理。
例如，可以将两种或多种材料熔融在一起，形成具有多种性能的新材料。
这种合金化处理可以使材料具有更高的强度、硬度和耐磨性能。
总之，激光熔覆技术是一种重要的表面改性技术，可以提高材料的性能和延长使用寿命。
它的原理是利用激光束的高能量浓度使材料熔化，并形成一层新材料。
应用领域广泛，包括零件修复和再制造、提高材料性能和合金化处理等。
激光熔覆标准
激光熔覆标准
激光熔覆是一种表面修复和涂层技术，可以通过将融化的金属材料喷射到工件表面，形成保护层或增加材料硬度。
这种技术被广泛应用于航空航天、能源、汽车和其他工业领域。
激光熔覆的标准主要包括以下几个方面：
1. 材料选择标准：根据具体的应用需求，选择适合的金属材料进行熔覆。
材料应具有良好的耐磨、耐腐蚀和耐高温性能。
2. 熔覆层厚度标准：根据工件的使用要求，确定熔覆层的最佳厚度。
通常情况下，熔覆层的厚度应在几百微米到几毫米之间。
3. 熔覆层质量标准：熔覆层应具有均匀的结构和良好的粘结性，没有气孔、裂纹和其他缺陷。
通过材料测试和显微组织分析等手段，对熔覆层的质量进行评估。
4. 熔覆工艺参数标准：根据具体的材料和工件要求，确定激光熔覆的工艺参数，包括激光功率、扫描速度、喷粉量等。
这些参数直接影响熔覆层的质量和性能。
5. 熔覆后热处理标准：熔覆完成后，通常需要进行热处理来改善熔覆层的性能。
热处理的温度、时间和冷却速度等参数应符合标准要求。
根据不同的行业和应用领域，具体的激光熔覆标准可能有所差异。
相关标准组织和机构如ISO、ASTM、AWS等提供了一些相关的标准和指南，可以供参考和遵循。
在实际应用中，还应根据具体情况进行技术评估和质量控制，确保激光熔覆的质量和性能达到要求。
激光熔覆技术的原理和应用
激光熔覆技术的原理和应用1. 激光熔覆技术的简介激光熔覆技术是一种常用于金属表面改性和复合材料制备的先进加工技术。
它利用高能激光束对工件表面进行局部熔化，使金属或合金液态化并与基材相互混合，形成一层高质量的涂层。
激光熔覆技术具有熔化速度快、固化快、热影响区小、涂层与基材结合强等优点，因而在航空航天、汽车制造、能源装备等领域得到广泛应用。
2. 激光熔覆技术的原理激光熔覆技术的实质是利用高能激光束对工件表面进行局部加热，使其达到熔点，然后进行快速冷却，使其凝固成为一层均匀致密的涂层。
其原理主要包括以下几个方面：2.1 激光加热高能激光束在与工件表面接触时，光能转化为热能，使工件局部区域温度升高。
激光加热具有高度集中的特点，可以实现对工件表面的高温局部加热，而对其他区域几乎没有热影响。
2.2 金属熔化通过激光加热，金属或合金在达到熔点的条件下发生熔化。
激光熔化的特点是熔池温度高、熔池容积小、凝固速度快。
这使得熔化的金属能够在非常短的时间内冷却并固化，形成一层均匀致密的涂层。
2.3 冷却和凝固金属熔池在短时间内冷却并凝固形成固体涂层。
冷却速度的快慢直接影响涂层的组织结构和性能。
激光熔覆技术的快速冷却速度可以避免大晶粒的形成，并在晶界处形成细小的析出相，提高涂层的强度和硬度。
3. 激光熔覆技术的应用激光熔覆技术在多个领域有着广泛的应用，下面列举了其中一些典型的应用：3.1 表面修复和修饰通过激光熔覆技术可以对损坏的金属零件进行修复和修饰。
激光熔覆可以填充表面缺陷、修复裂纹，提高零件的使用寿命和性能。
3.2 硬质合金涂层制备激光熔覆技术可以在金属基材表面涂覆硬质合金材料，提高金属零件的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性。
硬质合金涂层广泛应用于机械零件、切削工具等领域。
3.3 功能性涂层制备通过激光熔覆技术可以在金属基材表面制备各种功能性涂层，如热障涂层、阻尼涂层、导电涂层等。
这些涂层可以为金属零件赋予新的性能和功能，拓展其应用范围。
激光熔覆范文
激光熔覆范文激光熔覆激光熔覆是一种先进的金属加工技术，是将金属粉末或线材喷射到工件表面，并通过激光束的熔化和固化，实现对工件表面的覆盖。
激光熔覆技术具有以下优点：1.高精度：激光束的高能量密度使得能够精确控制熔覆区域，使得覆盖层的厚度和尺寸都可以高度精确控制。
2.快速成材：激光熔覆技术的熔化速度非常快，可以实现极高的熔化效率，从而大大提高了加工效率。
3.低热影响区：激光熔覆过程中，热源非常集中，大部分热量都集中在熔覆区域内，因此热影响扩散很小，只有局部区域受热，可以有效降低工件变形的风险。
4.多材料兼容：激光熔覆技术可以采用各种金属粉末或线材进行熔覆，因此可以实现多种材料的冶金反应，例如不相容金属的熔覆。
5.材料节约：激光熔覆技术将金属材料以粉末或线材的形式喷射到工件表面，与传统的加工方法相比，可以大大节约材料的使用。
激光熔覆技术在以下领域有广泛的应用：1.修复和修补：激光熔覆可以用于修复和修补零件表面的损坏或磨损，例如汽车发动机缸盖、轴承等。
2.耐磨涂层：激光熔覆可以在工件表面形成一层耐磨涂层，提高工件的耐磨性能，延长使用寿命，例如刀具、模具等。
3.腐蚀防护层：激光熔覆可以在金属表面形成一层抗腐蚀涂层，提高金属的抗腐蚀性能，延长使用寿命，例如船舶、石油设备等。
4.功能性涂层：激光熔覆可以将特殊功能材料覆盖到工件表面，例如导热涂层、导电涂层等，以实现特定的工作要求。
激光熔覆技术尽管有很多优点，但也存在一些挑战和限制：1.材料选择：激光熔覆技术的材料选择范围相对较窄，目前应用较多的是金属材料，如钛合金、不锈钢等，而对于一些非金属材料的应用较少。
2.设备复杂：激光熔覆设备需要较高的技术要求，设备较为复杂，需要配备激光器、粉末喷射系统、熔覆枪等设备，投资较高。
3.熔覆质量控制：由于激光熔覆过程中涉及到多个因素的相互作用，如激光功率、扫描速度、粉末喷射量等，因此熔覆质量的控制会比较困难。
4.尺寸限制：激光熔覆技术通常适用于小尺寸工件的表面修复和涂覆，对于大尺寸工件的处理相对困难。
机械制造激光熔覆技术
机械制造激光熔覆技术激光熔覆技术是一种先进的表面改性技术，广泛应用于机械制造领域。
它通过激光束的照射与金属基体之间的化学反应，使金属材料熔化并与基体表面发生冶炼，从而在工件表面形成坚固耐磨的涂层。
本文将从激光熔覆技术的原理、应用以及未来发展等方面进行探讨。
一、激光熔覆技术的原理激光熔覆技术是利用高能量密度的激光束对工件表面进行熔化处理，通过熔化的金属材料与基体的冶炼反应，使其粘附于工件表面形成一层坚固的涂层。
激光束的高能量密度使得工件表面温度迅速升高，达到熔点以上，而激光束的高向心性能降低了能量散失，从而实现了高效的熔化和冶炼过程。
二、激光熔覆技术的应用1. 抗磨涂层制备激光熔覆技术在制备抗磨涂层方面具有独特的优势。
通过选择不同种类的熔覆材料，可以制备出具有不同性能特点的涂层，如高硬度、低摩擦系数的涂层，具有良好的抗磨损性能，能够显著延长零部件的使用寿命。
2. 高温耐蚀涂层制备激光熔覆技术还可以制备高温耐蚀涂层，提高工件在高温、腐蚀环境下的使用寿命。
这种涂层具有良好的防氧化性能和耐蚀性能，可以有效防止工件表面的氧化和腐蚀损坏，提高工件的稳定性和可靠性。
3. 修复和再制造激光熔覆技术还可以用于工件修复和再制造领域。
通过在受损部位进行局部熔覆修复，可以恢复工件原有的形状和性能，减少资源浪费；而通过再制造，可以将废旧零部件重新加工熔覆，使其具备新的使用价值，节约资源并减轻环境污染。
三、激光熔覆技术的未来发展1. 材料选择与研发目前激光熔覆技术主要应用于金属材料，未来有望扩展到其他材料的熔覆领域，如陶瓷材料和复合材料。
这将为制造业带来更多的应用领域和发展机会。
2. 改善熔覆质量尽管激光熔覆技术已经在制造业得到了广泛应用，但仍存在一些局限性，如熔覆层与基体间的结合强度、涂层内部的裂纹等。
未来的研究应该致力于改善熔覆质量，提高涂层的性能稳定性，以满足更高的工业需求。
3. 激光熔覆设备研发激光熔覆技术的发展也离不开设备的支撑。
激光熔覆 激光淬火
激光熔覆激光淬火
激光熔覆和激光淬火都是金属表面处理技术中常见的方法，它们在提高材料表面性能方面具有重要作用。
首先，让我们来谈谈激光熔覆。
激光熔覆是一种通过高能密度激光束瞬间熔化金属表面，然后在凝固过程中形成涂层的表面处理方法。
这种方法可以在基体材料表面形成具有优异性能的涂层，如耐磨、耐蚀、高温等特性。
激光熔覆的优点包括熔覆层与基体材料结合强度高、熔覆层成分可调、熔覆过程对基体影响小等。
接下来是激光淬火。
激光淬火是利用激光束对金属表面进行快速加热和冷却，以达到提高材料表面硬度和强度的目的。
激光淬火的优点在于可以实现局部淬火，避免了整体淬火可能导致的变形和裂纹问题，同时可以在保持材料核心韧性的情况下提高表面硬度。
从工艺原理来看，激光熔覆注重在金属表面形成一层具有特定性能的涂层，而激光淬火则是通过快速冷却改变金属的组织结构来提高表面硬度。
两种方法都可以显著提高金属材料的表面性能，但选择哪种方法取决于具体的应用场景和要求。
总的来说，激光熔覆和激光淬火都是重要的金属表面处理技术，它们在提高材料表面硬度、耐磨性、耐蚀性等方面发挥着重要作用，对于提高材料的使用寿命和性能具有重要意义。
2024年激光熔覆市场前景分析
2024年激光熔覆市场前景分析激光熔覆是一种先进的表面处理技术，通过使用激光束将金属粉末熔化并覆盖在基材表面上，从而在不改变基材性质的同时增加材料的耐磨、耐蚀和耐高温等性能。
随着制造业的不断发展和对高性能材料需求的增加，激光熔覆技术在各个行业中的应用前景广阔。
市场需求驱动因素1.高性能材料需求增加：随着科技的进步和工业自动化的推进，对高性能材料的需求不断增加，激光熔覆技术能够满足制造业对高质量材料的需求。
2.节能减排政策的推动：全球范围内的环保压力不断增加，各国都出台了一系列的节能减排政策。
激光熔覆技术相比传统热处理技术更加节能环保，符合绿色制造的发展趋势。
3.先进制造业的发展：激光熔覆技术在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有广泛的应用前景。
随着先进制造业的不断发展，对激光熔覆技术的需求将持续增长。
市场前景分析1.航空航天领域: 航空航天领域对材料的性能和质量要求非常高，激光熔覆技术可以提供高性能材料，并且能够实现复杂形状零件的加工。
激光熔覆技术在航空航天领域的应用前景广阔。
2.汽车制造业：汽车制造业对材料的强度、耐磨和耐蚀性能有着严格的要求。
激光熔覆技术可以提供高性能材料，并且能够实现局部修复和修饰，延长汽车零部件的使用寿命。
3.电子设备制造业：电子设备制造业对材料的导热性能、电磁性能和耐腐蚀性能有着高要求，激光熔覆技术可以实现高精度加工，并且能够实现局部修复和修饰，满足电子设备制造业对高性能材料的需求。
4.石油化工行业：石油化工行业对材料的耐腐蚀性能要求非常严格，激光熔覆技术可以提供高性能耐腐蚀材料，并且能够实现复杂形状零件的加工，满足石油化工行业对高性能材料的需求。
挑战与未来发展趋势尽管激光熔覆技术在各个行业中具有广阔的应用前景，但也面临着一些挑战。
1.设备成本较高：激光熔覆设备的价格相对较高，这对于中小型企业来说可能是一个不小的负担，限制了技术的推广应用。
2.技术标准有待统一：激光熔覆技术目前尚缺乏统一的技术标准，这导致不同厂商的设备和材料之间存在差异，限制了技术的应用范围。
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报告人：王保全
激光熔覆：是利用高能密度激光束将具有不同成分、性能的合金与 基材快速熔化，在基材表面形成与基材具有完全不同成分和性能的 合金层的快速凝固过程。
图 1 激光熔覆原理示意
video 1 Laser CFra bibliotekadding Principle
根据合金供应方式的不同，激光熔覆可以分为两种，即 合金预置法和合金同步供应法。
• 铝合金激光熔覆技术已开始在工业中得以应用，其典型代表是日本丰田汽车公司 在汽车发动机铝合金缸盖上激光熔覆铜合金直接制备出气阀座圈，取代传统粉末 冶金座圈的镶压工艺，使得气阀座的耐磨性、润滑性、耐咬粘性及冷却性均得到 了提高。延长了阀座寿命，改善了汽车发动机的性能。 现在，这种工艺在日本和
美国等国家均已得到应用，并已建立了工业生产线。
• 合金同步供应法是指采用 专门的送料系统在激光熔 覆过程中将合金材料直接 送入激光作用区，在激光 的作用下合金材料和基体 材料的一部分同时熔化， 然后冷却结晶形成熔覆层。 优点：工艺过程简单，合 金材料利用率高，可控性 好，可以熔覆甚至直接成 型复杂三维形状的工件。
图3 合金同步供应法
• 合金同步供应法使用的合 金材料可以是粉末、丝材 或板材。由于激光熔敷合 金材料多数为粉末形式， 从80年代以来，同步送粉 激光熔覆技术受到高度重 视。 • 图4所示为同步送粉激光熔 覆系统示意图。送粉系统 主要包括送粉器和送粉头 两部分。
结
语
仍需解决以下问题： ①研制开发适合熔覆专用的材料体系 ②采取有效的手段检测熔覆过程中的应力，从根本上消除应力造成的裂纹问题 ③建立起适用的量化理论，通过数值模拟方法提高熔覆层的质量 ④激光熔覆设备的改进和研制，研制出光束质量高而且稳定的熔覆装备。
Thanks for your time and attention!
度地不被熔化的基体材料所稀释。这样的
件，这样才能在激光照射后的快速凝固条
件下达到固溶强化、沉淀强化或第二相强 化等效果。
合金熔覆层基本保持了其原有成分和性质
不变。在这种情况下，稀释被认为是一种 污染，将降低熔覆层的性能。比之合金化， 激光熔覆能更好地控制表层的成分、厚度 和性能。
应用举例及误差分析
图4 同步送粉激光熔覆系统示意图
激光表面强化特点
1加热、冷却速度快，处理效率高。 激光能量、光斑大小和形状以及激光照射时间 与其他 2 可以精确控制，强化效果好。 表面强 化处理 3只在需要的部位改性处理，热输入低，工件变 相比， 形小，甚至基本无变形。 激光表 4激光束易于传输和导向，因此可以对复杂零件 面强化 表面进行处理，如深孔和沟槽表面。 具有以 5易于实现自动化控制，劳动生产率高。 下特点： 6节省能源，不产生环境污染。
类材料。
化的铝合金，激光重熔后的强化效果取
决于合金的初始状态。
激光熔覆优缺点及适用范围
• 激光合金化 • 为了使合金化元素对铝基体产生强化作用， 引入的合金元素必须与铝基体满足液态互 溶、固态有限互溶或完全不容的热力学条 • 激光熔覆 • 与表面合金化不同，要求基体材料仅在表
面一极薄层熔化，以保证熔覆材料最大限
• 当前，我国的航天航空和汽车工业正处于发展阶段，尤其是汽车有着广阔的市场。 高强度铝合金的应用必将越来越广泛。因此，铝合金激光熔覆技术的开发和应用 有着巨大的潜力。
• 送粉精度和送粉的稳定性要求较高，激光作用时间控制需要准确控制。
video 2 Laser Cladding Application
激光熔覆优缺点及适用范围
• 激光相变硬化 • 原理是在激光照射下使材料表面快速加 热至奥氏体化温度，随后通过热量往基 体内部的传导，使被加热表面以很快的 速度冷却，从而获得细小的马氏体组织， 以提高零件表面的耐磨性。它还可以通 度的增加并不明显。 过在表面产生压应力来提高疲劳强度， 但仅适用于固态具有多形性转变的钢铁 • 对于变形铝合金中那些可以热处理的强 • 激光熔凝硬化 • 变形铝合金中，那些不可以用热处理方 法强化的铝合金多为单相合金，其强度 的获得只是靠固溶强化和冷作硬化。对 于这类合金，采用激光熔化处理后，硬
• 合金预置法是指将待熔覆的合金材料 以某种方法预先覆盖在基材表面，然 后采用激光束在合金预覆层表面照射， 合金预覆层表面吸收激光能量使温度 升高并熔化，同时通过热传导将表面 热量向内部传输，使整个合金预覆层 及部分基材熔化，激光离开后熔化的 金属快速凝固而在基材表面形成冶金 结合的合金熔覆层。
图 2 合金预置法