文 献 综 述

1.1激光熔覆技术简介

激光熔覆的研究始于70年代初, 到80年代已经发展成为表面工程, 摩擦学, 应用激光等领域的前沿性课题。进入90年代后, 呈现出了科学研究与应用开发蓬勃发展的大好局面^{[ 1, 2]}。激光熔覆在材料表面处理方面倍受关注, 激光熔覆层的结合为冶金结合, 组织极细, 熔覆层成分及稀释率可控, 热变形小, 易实现选区熔覆, 工艺过程易实现自动化。激光熔覆技术已经在活塞环、缸套、刀具、模具、阀体等应用上取得了一定的成果。激光熔覆组织是一种快速凝固组织, 它的形成与熔覆材料成分、工艺参数密切相关。它的基本特征是组织细小均匀, 基体固溶度增大, 形成亚稳相, 且易于实现自动化, 从而具有优异的性能^{[ 3, 4]} 。

激光辐射能量来不及扩散到很远的距离, 基体材料熔化的很少, 保证了熔覆层材料

不为基体冲淡, 从而获得低稀释率的熔覆层。这样, 既保证了原熔覆材料的优异性能, 又对基材的热影响减少到最小限度, 引起的变形和开裂小^{[ 5]} 。所以, 它既可以满足对材料表面的使用要求, 又不改变材料的整体特性。激光熔覆是在低成本的材料上制成高性能表面, 极大地挖掘了材料的使用潜能, 节约昂贵稀少的合金元素^{[ 6]}。激光熔覆的有点有^{[ 7, 8]}: ( 1)可通过混合不同合金粉末进行成分设计, 得到完全致密的冶金结合涂层; ( 2)由于快速的加热和冷却过程, 激光熔覆层组织均匀致密, 微观缺陷少, 性能优于其它工艺; ( 3)激光束的功率、位置和形状等能够精确控制, 易实现选区甚至微区熔覆, 且对基体的热影响甚微; ( 4)属于无接触型处理, 便于自动化, 实现柔性加工。

1.2激光熔覆工艺种类

激光熔覆工艺种类可以分为两种：一是激光处理前供给添加材料，即粉末预置法；另一种是激光处理过程中同步供给添加材料，即同步送粉法。

粉末预置激光熔覆是将材料事先放置于基体材料表面的熔覆部位, 然后采用激光束辐射扫描熔化,熔覆材料可以采用粉末、丝材或板材的形式加入, 其中以粉末的形式最为常用。绝大多数研究采用粉末预置方式。粉末预置法主要工艺流程为：

基材熔覆表面预处理→预置熔覆材料→预热→激光熔化→后热处理^[9]。

激光熔覆是将熔覆材料直接送入激光束中, 使供料和激光熔覆同时完成。熔覆材料的