国产高速激光熔覆技术发展

激光熔覆技术是利用激光的高能量密度熔化加入的金属合金粉末，并与微熔的基体表面层形成界面为冶金结合的涂层，进而显著提升零部件的表面层耐磨性能、耐腐蚀性能和使用期限的增材制造技术。
高速激光熔覆是对普通激光熔覆技术的改进和提升，是在激光熔覆基础上快速发展起来的一项新工艺，是增材制造行业领域革命性的突破，在技术上综合了常规激光熔覆和热喷涂二者的优点。高速激光熔覆作为一种先进的绿色金属表面处理技术，对传统工艺如丝材堆焊、电镀、热喷涂、普通激光熔覆、等离子熔覆等有较强的替代优势，在工程机械、冶金、交通、电力、航天航空、国防、农业等领域有广泛的应用。高速激光熔覆技术由德国弗朗合费研究所在2017年提出的，目前在国内刚起步不久，得到了国家的高度重视，2019年国家科技部将高速激光熔覆确定为代替电镀的技术之一。
01高速激光熔覆技术的优势高速激光熔覆之所以受到广泛重视，主要原因在于：和常规激光熔覆相比，高速激光熔覆具有加工效率高，加工精度高、后续加工成本低，对工件的热输入量很小，可减少工件变形等等优势。
（1）线速度可达100 m/min，大大提高了熔覆效率。直径70 mm合金钢基体，熔覆马氏体不锈钢材料，涂层厚度0.5 mm，搭接80％情况下，熔覆效率可达1.2 m2／h，整体加工效率为常规熔覆的3-4倍；
（2）熔覆层平整，可直接磨抛加工，不需车削工序，从而大大节省材料与加工成本；（3）可进行薄涂层熔覆（0.2 mm-0.3 mm），又可进行中、厚涂层熔覆（0.3 mm-4.0 mm），薄、厚兼顾，特殊情况下，亦可进行多层熔覆；（4）高速熔覆对工件的热输入小，工件热变形小，可用于加工薄壁件、小型件；（5）稀释率可控制＜3％；（6）激光功率密度大，可以熔覆高熔点粉末材料；（7）可实现铜、铝、钛等有色金属材料实现表面强化；（8）高速熔覆打破了常规熔覆的许多应用限制，应用领域广，且是目前代替电镀的唯一可行办法。超高速激光熔覆涂层的基本性能表征——表面质量。超高速熔覆：高速激光熔覆后工件表面Ra～5-10 μm；熔覆后直接磨抛0.15-0.20 mm，表面可达镜面，Ra≤0.4；常规激光熔覆：表面起伏大0.4-0.5 mm，后续加工：车削+磨+抛光。共同之处：（1）熔覆材料共通。常规激光熔覆可熔覆的材料，高速激光熔覆均可熔；部分常规激光熔覆不能熔覆的材料，如高熔点材料，高速激光熔覆可熔。
（2）都为冶金结合。但高速熔覆的涂层效果类似热喷涂，表面平整。常规熔覆起伏较大。（3）工艺路线共通。常规激光熔覆工艺调整的关键点同样是高速激光熔覆工艺调整的关键点。（4）应用领域一致。即常规激光熔覆可应用的领域高速激光熔覆均可应用，且常规激光熔覆部分无法应用的领域高速激光熔覆亦可以应用。通俗讲就是常规激光熔覆能干的活高速激光熔覆可以干，常规激光熔覆不能干的活高速激光熔覆也可能可以干。