激光熔覆技術(shù)研究進(jìn)展講解

1、112材料導(dǎo)報(bào):綜述篇 2010年2月(上第24卷第2期激光熔覆技術(shù)研究進(jìn)展。袁慶龍,馮旭東,曹晶晶,蘇志俊(河南理工大學(xué)材料科學(xué)及工程學(xué)院,焦作454000摘要首先從激光熔覆用設(shè)備及材料、熔覆層的性能以及工業(yè)應(yīng)用等方面,綜述了國內(nèi)外激光熔覆技術(shù)的研究動(dòng)態(tài)及進(jìn)展。其中,著重介紹了激光熔覆層的性能,如耐磨、耐蝕、耐高溫等。隨后指出了激光熔覆技術(shù)目前存在 的一些技術(shù)難題。如熔覆層的開裂及剝落、工件的變形、不完整的熔覆層材料體系以及輕金屬的熔覆質(zhì)量等問題。最 后展望了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展前景,并針對目前該技術(shù)存在的問題指明了今后的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞激光熔覆工藝材料熔覆層性能發(fā)展現(xiàn)狀前景展望Researc

2、h Progress in Laser Cladding Technology YUAN Qinglong,FENG Xudong,CAO Jingjing,SU Zhijun(College of Materials Engineering,Hemn Polytechnic University,Jiaozuo 454000AbstractThe research trend and development of laser cladding techniqueathome and abroadaresummarizedinthis paper,including laser claddin

3、g equipment,materials,mating performance and industrial applications.Especially,the properties of the cladding layer,suchaswear resistance,corrosion resistance,hightemperature resistanceandSOonareintroduced emphatically.Then,a number of technical difficultiese菇sted in the lasercladding technologyare

4、pointed OUt,suchascracking and spalling of cladding layer,the deformation of the workpiece,incomplete claddingmaterials system and the cladding layer quality of light metal Lastly,the development prospects for the laser claddingtechniquearepredictedand the directionsarepointedout for the futuredevel

5、opment in accordance with the problemse【istedin thistechnique.Key wordslaser cladding,process,materials,coating properties,latest development,prospect激光熔覆,是用激光束將已制備的合金粉末涂層熔化, 成為熔覆層的主體合金,同時(shí)基體金屬有一薄層熔化,及之構(gòu)成冶金結(jié)合的一種表面處理技術(shù)1。這是一個(gè)復(fù)雜的物 理、化學(xué)冶金過程,此過程中的工藝參數(shù)主要包括激光功率、 光斑直徑(或矩形光斑、掃描速度、送粉速度(同步法、離焦 量、氣流量、搭接率等,它們之間也相

6、互作用、相互制約,共同 影響著熔覆層的質(zhì)量。按涂層材料的添加方式,激光熔覆的工藝方法主要有預(yù) 置法和同步送粉法2種12j,如圖l所示。預(yù)置法是將要涂覆 的材料通過噴涂或粘接等方法預(yù)置于基體表面,然后經(jīng)激光束輻射進(jìn)行重熔;同步送粉法是將粉末直接噴在激光輻射所 形成的移動(dòng)熔池上,涂層一次性成型。前者工藝簡單、操作靈活,但不易控制基體熔深,稀釋度大;后者可以充分利用激 光能量,工藝參數(shù)易控制,覆層質(zhì)量較好,生產(chǎn)效率高,但需配置計(jì)數(shù)精確的送粉裝備,對粉末也有特殊要求,如粒度、流動(dòng)性等,另外,粉末浪費(fèi)量較大,及噴涂相當(dāng)。從總體上來 看,同步送粉法是今后激光熔覆工藝的發(fā)展趨勢。激光熔覆技術(shù)具有如下工藝特點(diǎn)

7、口J:由于激光具有近 似絕熱的快速加熱過程,激光熔覆對基體的熱影響較小,引 起的變形也小,因而引起的零件報(bào)廢率也很低;控制激光的輸入能龜,可以將基體材料的稀釋降到較低的程度,從而 在保證熔覆層及基體形成冶金結(jié)合的前提下,又保持原選定 的熔覆材料的優(yōu)異性能;適用范圍廣,理論上幾乎所有的 金屬或陶瓷材料都能激光熔覆到任何合金上。正是由于這 些特點(diǎn),才使得激光熔覆技術(shù)近10年來在材料表面改性方 面受到了廣泛的關(guān)注。圖I激光熔覆原理示意圖Fig.1Principlediagram of laser cladding1激光熔覆技術(shù)國內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)1.1設(shè)備“工欲善其事,必先利其器”,激光熔覆技術(shù)的發(fā)展也不

8、*山西省回國留學(xué)人員科研資助項(xiàng)目計(jì)劃(200734袁慶龍:男,1955年生,博士,教授,主要從事金屬材料表面改性技術(shù)研究Tel:03913989855E-mail:激光熔覆技術(shù)研究進(jìn)展/蓑慶龍等 113例外。目前,激光器主要有3種:CO:氣體激光器、YAG固 體激光器和準(zhǔn)分子激光器。國內(nèi)外常用于激光熔覆的激光 器主要有2種:一種是輸出功率為0.5lOkW的COz氣體 激光器,另一種是輸出功率為500W左右的YAG固體激光 器。其中工業(yè)上用來進(jìn)行表面強(qiáng)化的激光器多為COz大功 率激光器。近年來,華中科技大學(xué)、中國科學(xué)院、清華大學(xué)、西北工 業(yè)大學(xué)等國內(nèi)多家單位在激光熔覆設(shè)備及過程控制方面做 了許多

9、研究工作,如華中科技大學(xué)激光加工國家工程研究中 心已相繼成功研制出50010000W大功率CO:氣體激光 器、100500W固體激光器等系列激光產(chǎn)品,中科院則開發(fā) 出集成化激光智能加工系統(tǒng)。清華大學(xué)激光加工研究中心已 研制出各種規(guī)格的同軸送粉噴嘴和自動(dòng)送粉器等。伴隨著 計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,激光熔覆技術(shù)也在朝著自動(dòng) 化、智能化的方向邁進(jìn)。國外在這方面起步較早。自1974年Gnanamuthu申請 了一項(xiàng)利用激光熔覆法在金屬基體上熔覆一層金屬的專 利r43之后,美國AVCO和METCO公司都做了大量基礎(chǔ)研 究工作。2005年,Grunewald等設(shè)計(jì)了一種新的送粉系統(tǒng), 配套測量裝置可反饋

10、信息,從而能夠保證整個(gè)處理過程供給 速度恒定。由于其高度集成且質(zhì)量較輕,整個(gè)供給裝置可安 裝在激光工作頭上。為了實(shí)現(xiàn)全方位送粉,J.Lin等設(shè)計(jì)出 一種最新的噴嘴裝置,粉末材料、氣體及激光柬一起,三者同 軸射入移動(dòng)基體形成熔池,粉末利用率可達(dá)40%5,比以往 有較大的提高。1.2材料激光束由于具有較高的能量密度,不僅可以熔覆金屬和 合金涂層,而且還可以熔覆陶瓷等一些高熔點(diǎn)難熔涂層L6。 目前,應(yīng)用于激光熔覆的材料大多沿用的是噴涂用粉末狀材 料。如金屬、合金和陶瓷等,純金屬粉末有W、Mo、Al、Cu、Ni、 Ti、Ta、Nb等;合金粉末有AlNi、Ni-Cr、TiNi、Ni_Cr_Al、Co-C

11、r-W、MCrAIY(M:Co、Ni、Fe、Fe基、Ni基、Co基自熔合金 等;陶瓷粉末有Al:O。、ZrOz、Cr。Os、TiOz等氧化物陶瓷粉 末,WC、TiC、Cr。C2等碳化物陶瓷粉末,WC-Co、Cr。C2-NiCr 等金屬陶瓷粉末。但隨著近年來復(fù)合材料的興起,激光熔覆 用材料逐漸由單一的噴涂用純金屬粉末、合金粉末和陶瓷粉 末等逐漸向復(fù)合材料轉(zhuǎn)變,如合金+陶瓷等。M.Alhammad 等73在Ti一6AI-4V合金上使用Nd:YAG激光器以不同的掃 描速度沉積了一層TiSi化合物;Knut Partes等3在耐鹽酸 鎳基合金上激光熔覆了NiCrAlY耐高溫涂層;渠通洋等91在 不銹鋼

12、基材上通過激光合成Ni-Cr-AI-Co-X(X=Mo、W、Nb、 Ti、C、B+TiC粉末制備了TiC陶瓷顆粒增強(qiáng)NiA1基高溫 耐磨復(fù)合材料涂層,試驗(yàn)證明該涂層具有良好的高溫穩(wěn)定 性;王華昌等ll叫在指定的W。Mo,Cr。V。基體上激光熔覆金屬 陶瓷Ni60/NiCr-Cr3C2涂層,該涂層組織具有晶粒細(xì)小、硬 度較高等優(yōu)良性能。此外,隨著表面科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,在激光熔覆層中 添加稀土材料對提高熔覆層的性能有著重要意義。汪新衡 等ulj用COz橫流激光器在45鋼基體表面熔覆稀土氧化物 (CeOz鎳基TiC金屬陶瓷復(fù)合層。試驗(yàn)結(jié)果表明,加入適量 的稀土氧化物Ce02(o.6%可以有效地減少

13、復(fù)合層中的裂 紋、孔洞和夾雜物,促進(jìn)晶粒細(xì)化,提高熔覆層的組織均勻性 及表面硬度,并且可明顯改善熔覆復(fù)合層的耐磨及耐蝕性 能。1.3熔覆層性能激光熔覆技術(shù)作為一種新興的表面改性技術(shù),其涂層不 僅極大地提高了工件表面的硬度、耐磨性、耐腐蝕和耐疲勞 等力學(xué)性能,而且也延長了材料的使用壽命,尤其在廢品件 維修處理方面的應(yīng)用具有不可估量的價(jià)值。目前已被廣泛應(yīng) 用于軍事、航空、石油、化工和醫(yī)療器械等諸多領(lǐng)域。1.3.1耐磨性Janne Nurminen等12通過激光熔覆得到了具有耐磨性 的金屬基復(fù)合材料(MMC涂層,該涂層包含V、w、Ti和 Cr。C2硬質(zhì)相,這些硬質(zhì)相及金屬工具鋼、Ste|lite 2

14、1、NiCr昏 Si和Inconel 625合金混合在一起,具有優(yōu)良的耐磨性,其主 要原因就在于金屬基內(nèi)共存著大量、各種各樣的碳化物。晁 明舉等u3j在低碳鋼板上使用Ni60合金+(Ta。05+C混合 粉末材料,采用激光熔覆原位合成了顆粒增強(qiáng)鎳基復(fù)合鍍 層,該涂層及基體形成冶金結(jié)合,并具有同種均質(zhì)細(xì)小的微 觀結(jié)構(gòu)。包含近似的立方TaC晶粒和均勻分布的碳化鉻,這 些碳化鉻及y-Ni固溶體以彌散共晶的形式存在,通過對比發(fā) 現(xiàn),TaC/Ni60涂層較Ni60涂層具有更高的耐磨性。為了提 高AZ91D鎂合金的耐磨性,Yang Y等uq使用Nd:YAG激 光器在其表面熔覆了一層Al-si合金粉末,通過選

15、擇適當(dāng)?shù)?工藝參數(shù)和Al、Si的比例得到了無微裂紋、無氣孔的優(yōu)質(zhì)涂 層,該涂層的主要相為Mg:Si和Mg,AI。2,表面硬度由35HV 提高到170HV,耐磨性及基體相比提高了4倍多。Guo Baogang等1胡通過激光熔覆及激光滲氮在Ti上原位合成了 TiN/Ti3Al金屬基復(fù)合涂層。研究表明,TiN/Ti。Al金屬基 復(fù)合涂層比Ti。Al的硬度高,這是由于TiN相較多,通過摩 擦磨損試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),TiN/Ti。Al涂層的耐磨性能要明顯優(yōu)于純 Ti和Ti。Al涂層。Gonzalez R等16研究了火焰噴涂+火焰 重熔NiCrBSi涂層和火焰噴涂+激光重熔NiCrBSi涂層的 磨損性能,通過磨損試

16、驗(yàn)精確測定了2種涂層的磨損率,發(fā) 現(xiàn)2種涂層的摩擦性能沒有明顯差異。高載荷磨損條件下, 表層氧化物破壞加劇,此時(shí)磨損機(jī)制為粘著;低速磨損條件 下,在表面形成氧化物致使磨損率降低,此時(shí)主要的磨損機(jī) 制為氧化。1.3.2耐腐蝕性傳統(tǒng)的耐腐蝕涂層主要有用于鋼鐵結(jié)構(gòu)表面耐腐蝕防 護(hù)的熱噴涂鋁、鋅、鋅鋁、稀土鋁及鋁鎂合金等涂層。國內(nèi)外 的研究及大量應(yīng)用表明,這是最有效和最經(jīng)濟(jì)的防護(hù)方 法H 7|。P.Volovitch等n胡在ZE41鎂合金上通過激光熔覆了 AlSi合金涂層,研究表明,該涂層是由A1-Mg金屬間化合物 及M92Si樹枝狀沉淀物組成,Mg固溶于Al中或形成Mg。,一 Al,z金屬間相,通過

17、熱處理或優(yōu)化激光工藝參數(shù)而使微觀組 織均勻化,以達(dá)到提高其耐蝕性能的目的。張家鋒等1們通過 微弧氧化和無鉻化學(xué)氧化等表面處理方法,浸泡腐蝕和電化114 材料導(dǎo)報(bào):綜述篇 2010車2月(上第24卷第2期學(xué)腐蝕等分析方法,研究對比了不同表面處理工藝下壓鑄鎂 合金涂層的抗腐蝕性能。XRD分析表明,這2種處理方法得 到的覆蓋層中主體相均為MgaAl:Si30。等含硅的尖晶石型 氧化物和Mgo.。A12.。;04、MgAl。04等不含硅的鎂鋁復(fù)合氧 化物,有利于提高鎂合金的耐蝕性能。匡建新等2叩采用最大 輸出功率為5kW的橫流CO。激光器在45鋼基材表面熔覆 Ni60+70%鎳包WC合金粉末,結(jié)果表明

18、,添加適量Ce02的 激光熔覆層的耐腐蝕能力比不含Ce02的激光熔覆層要高, 且顯著優(yōu)于0Crl8Ni9不銹鋼。1.3.3耐高溫性Knut Partes等哺1在哈氏合金上激光熔覆了NiCrAlY耐 高溫氧化涂層,置于空氣氧化爐(1100。C,450h中進(jìn)行試驗(yàn)。 通過測試表明,氧化膜分為內(nèi)、外兩層,內(nèi)層為混合尖晶石型 氧化物,外層為氧化鋁連續(xù)層。該涂層之所以耐高溫氧化。 是因?yàn)樵谕繉颖砻嫘纬闪诉B續(xù)的氧化鋁膜層,阻止了空氣向 基體的擴(kuò)散。Sheng W等21在AISI 304不銹鋼上通過激光 熔覆了NiTi-Si三元金屬硅化物涂層,該涂層包含Ni,。Ti。Si, 樹枝狀組織和枝晶間的Fe-Ni基

19、r固溶體,在高溫和金屬干 滑動(dòng)磨損條件下具有良好的磨損性能。王東生等心21研究了 TiAl合金表面雙層輝光離子滲cr層、等離子噴涂以及激光 重熔MCrAIY涂層在850的循環(huán)氧化行為。結(jié)果表明,滲 Cr層組織均勻、致密,且及TiAI合金基體為梯度冶金結(jié)合; 經(jīng)過激光重熔處理后,等離子噴涂MCrAlY層的片層狀組織 得以消失,致密性提高;幾種涂層均不同程度地提高了TiAl 合金的抗高溫氧化性能,其中滲Cr層在氧化初期表現(xiàn)出較 好的抗氧化性能,但在長期循環(huán)氧化過程中存在局部氧化層 剝落現(xiàn)象;等離子噴涂MCrAlY層能顯著提高TiAl合金的 抗高溫氧化性能,經(jīng)過激光重熔后可進(jìn)一步提高其抗高溫氧 化性

20、能。1.3.4其它性能通過激光熔覆不僅可以獲得耐磨、耐蝕和耐高溫等防護(hù) 性涂層,而且還可以獲得一些功能涂層,如生物陶瓷涂層、功 能梯度涂層等。Zheng Min等心3為了在金屬植入物和骨組 織之間建立生物活性界面,在Ti合金(Ti一6AI4V上激光熔 覆了一層梯度磷酸鈣生物陶瓷涂層。Yue T M等243在Mg 上激光熔覆Ni/Cu/Al功能梯度涂層,以此來提高M(jìn)g的耐 蝕性能和耐磨性能。1.4工業(yè)應(yīng)用進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來,激光熔覆技術(shù)得到了迅速的 發(fā)展,目前已經(jīng)成為國內(nèi)外激光表面改性研究的熱點(diǎn)。正是 由于理論上的支持和實(shí)踐中的需要,激光熔覆技術(shù)在工業(yè)化 前進(jìn)道路上邁出了巨大的一步,其應(yīng)用

21、領(lǐng)域非常寬廣,可應(yīng) 用于機(jī)械制造及維修、汽車制造、紡織機(jī)械、航海及航天和石 油化工等領(lǐng)域。利用激光熔覆來修復(fù)零件已獲得了廣泛的應(yīng)用。早在 1983年英國的Rolls-Royce公司將激光熔覆應(yīng)用于RB211型燃?xì)廨喨~片連鎖肩的修復(fù)253;日本的尼桑公司在鋁基發(fā)動(dòng) 機(jī)葉片上成功地熔覆銅基合金261;Aihua等1采用Ni基和 Co基合金粉末,對內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)排氣閥密封面進(jìn)行激光熔覆, 代替等離子噴涂和真空感應(yīng)熔焊涂層工藝,不僅避免了涂層 中的孔洞及微裂紋,而且獲得了比常規(guī)等離子噴涂和真空感 應(yīng)熔焊層更高的顯微硬度;Chang Jeny-Ming等283在Cu上 熔覆Ag作為電接觸材料,既可以節(jié)約大量

22、的貴金屬,也可消 除原工藝中的有毒化學(xué)電鍍物質(zhì),從而大大改善生產(chǎn)環(huán)境; 重慶大學(xué)在完成了奧氏體不銹鋼表面同步實(shí)現(xiàn)合成及涂覆 工藝來制備生物陶瓷的基礎(chǔ)上,在比強(qiáng)度高、耐蝕性好、醫(yī)療 用途更廣泛的鈦合金表面成功地實(shí)現(xiàn)激光一步合成和涂覆 含Cas(P04s-OH羥基磷灰石(HA的生物陶瓷涂層。2激光熔覆技術(shù)目前存在的主要問題如上所述,通過合適的工藝方法在不同基體材料熔覆一 層具有特殊性能的涂層,可以極大地改善基體材料的性能, 尤其是提高硬度、耐磨性、耐蝕性等性能。目前,激光熔覆技 術(shù)之所以尚未在工業(yè)生產(chǎn)中獲得大規(guī)模的應(yīng)用,主要是因?yàn)?在激光熔覆過程中仍然存在一些問題尚未徹底解決。(1熔覆層的裂紋、剝

23、落以及工件變形問題。裂紋是大 面積激光熔覆過程中最為棘手的問題。熔覆層中的殘余應(yīng) 力是造成開裂的主要原因,包括熱應(yīng)力、組織應(yīng)力和約束應(yīng) 力。由于激光的能量密度集中,使得涂層完全熔化而基體表 面微熔,熔覆層和基體之間存在極大的溫度梯度。隨著激光 束及工件的相對移動(dòng),在凝固過程中,由于異種材料性能的 差異,形成的溫度梯度和熱膨脹系數(shù)的差異造成涂層及基體 收縮不一致,熔覆層受到周圍環(huán)境的約束,在涂層中形成拉 應(yīng)力。當(dāng)局部拉應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度極限時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂 紋,如圖2所示(未預(yù)熱,V一720mm/min。圖2激光單道熔覆Ni60A+20%WC復(fù)合涂層表面形貌啪 Fig.2Surface morph

24、ology of Ni60A+20%WC composite coating by single-channel laser cladding30王東生等釀們就v205對NiCrBSiC涂層的裂紋敏感性進(jìn) 行了深層次的研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),V:05的加入對裂紋的減少確 實(shí)起到了明顯的效果。這是由于V:(5的加入使涂層中優(yōu)先 形成了釩硼化合物,這些釩硼化合物的產(chǎn)生對形成均勻分布 的樹枝狀組織有利,正是這樹枝狀組織抑制了鉻碳化合物的 產(chǎn)生。剝落是由于結(jié)合強(qiáng)度不夠高,涂層及基體未形成良好 的冶金結(jié)合,在強(qiáng)大的載荷下,材料表層容易疲勞而及基體 分離。只要選擇合適的工藝參數(shù)及工藝方法,就能使激光熔 覆層完全熔

25、化,及基體之間達(dá)到冶金結(jié)合,此時(shí)結(jié)合強(qiáng)度很 高,一般不會(huì)發(fā)生脫落。工件的變形也是激光熔覆技術(shù)的一大難題。由于激光束的能量極高并且集中,在熔覆過程中工激光熔覆技術(shù)研究進(jìn)展/袁慶龍等 115件極易產(chǎn)生變形,因此,它不適合大型件、薄壁件的表面熔 覆,一般在條件允許的情況下盡可能采用低功率熔覆,這樣 也可以節(jié)約能量,提高效率。(2熔覆層材料未形成完整體系的問題。涂層及基材的 結(jié)合效果主要取決于熔覆層材料和基體材料的性質(zhì),如熔覆 層材料及基材的熔點(diǎn)差異過大,就很難形成良好的冶金結(jié) 合。2種材料的性質(zhì)直接制約著熔覆層的質(zhì)量,當(dāng)然,熔覆層 的質(zhì)量還及激光熔覆的工藝參數(shù)等要素密切相關(guān)。因此,必 須采用相對基體

26、材料具有良好潤濕性及適當(dāng)熔點(diǎn)的表面合 金,使其系統(tǒng)化、理論化、實(shí)踐化,只有這樣,熔覆層質(zhì)量才能 達(dá)到預(yù)期的效果。(3鋁、鎂等輕質(zhì)金屬合金的激光熔覆層質(zhì)量問題。由 于鋁、鎂等是熔點(diǎn)較低的輕金屬材料,如果功率密度過大,基 底材料表面熔深就會(huì)較大,使涂層的稀釋度也較大3¨。而 且,由于鋁及氧的親和力很大,所以常溫下鋁合金在空氣中 極易被氧化,在其表面產(chǎn)生一層致密的氧化膜Al。03,該 Alz 03氧化膜的熔點(diǎn)較高,在激光熔覆過程中的熔池內(nèi)很難 熔化,且密度比率大,在成型過程中很難上浮,易在界面上形 成氣孔,影響熔覆層的質(zhì)量,如圖3所示(P一2.5kW,V= 5mm/s,Q=20L/min。

27、圖3激光熔覆sicwAa復(fù)合涂層的縱截面顯微組織32 Fig.3Longitudinal sectionmicrostructure of SiCp-AI composite coating by laser claddin9323激光熔覆技術(shù)的前景展望隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展以及科技的不斷進(jìn)步,激光 熔覆技術(shù)具有更為廣闊的發(fā)展前景。(1應(yīng)進(jìn)行更深層次的基礎(chǔ)理論研究工作口73“。如建立 熔池的溫度場分布模型,研究熔池內(nèi)流體的對流機(jī)制,以及 凝固時(shí)熔覆層內(nèi)組織發(fā)生變化的規(guī)律,進(jìn)而優(yōu)化工藝參數(shù); 建立科學(xué)的激光熔覆動(dòng)力學(xué)及熱力學(xué)模型,從熱力學(xué)和外延 生長的角度出發(fā),系統(tǒng)地研究激光熔覆過程中的快速凝

28、固行 為,揭示材料微觀結(jié)構(gòu)的形成規(guī)律。(2對激光熔覆設(shè)備進(jìn)行改進(jìn),以適應(yīng)日后規(guī)?；a(chǎn) 及加工。近年來,對于使用連續(xù)C02氣體激光器進(jìn)行熔覆, 國內(nèi)外學(xué)者都已經(jīng)做出了大量的研究工作,而研制出主要應(yīng) 用于有色金屬合金表面改性方面的高功率YAG激光器迫在 眉睫。雖然目前激光熔覆技術(shù)還未規(guī)?；?但是隨著激光熔 覆的進(jìn)一步發(fā)展和科技進(jìn)步的日新月異,應(yīng)盡早致力于大功 率、小型化激光器的研制及開發(fā)工作。另外,激光熔覆用配 套設(shè)備,如送粉器等,應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)控制系統(tǒng),使其更為精 確,并朝著自動(dòng)化、智能化、人性化的方向邁進(jìn)。(3應(yīng)盡早制備出適合于激光熔覆的專用材料,或粉末 狀,或棒狀,或板狀。如前所述,目前激光

29、熔覆所用的材料大 部分是噴涂用合金材料,對于激光熔覆過程中存在的一些疑 難問題,除了工藝上存在不足之外,在涂層材料的選擇上也 需要多加考慮。因此,根據(jù)所需要的熔覆層性能定性甚至定 量地設(shè)計(jì)出合金的成分,并根據(jù)不同的工況條件設(shè)計(jì)出不同 形狀的涂層材料,應(yīng)是目前需要研究的課題之一。(4開發(fā)激光熔覆及其它表面改性技術(shù)復(fù)合的新技術(shù), 制訂出新工藝新方法。通過工藝復(fù)合這種思路,可以達(dá)到 “1+1>2”的功效,這是對激光熔覆技術(shù)的革新,不僅可以彌 補(bǔ)由于激光熔覆工藝和材料等自身帶來的不足,而且能拓寬 激光熔覆技術(shù)未來的應(yīng)用領(lǐng)域,以達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的目的。參考文獻(xiàn)1錢苗根.材料表面技術(shù)及其應(yīng)用手冊EM.北

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32、s made by laser clad dingJ.Surf Coat Techn,2008。202:22089渠通洋。趙海云,歐陽潔.激光熔覆TiC/Ni2A1基復(fù)合涂層 的高溫穩(wěn)定性研究I-J.稀有金屬及硬質(zhì)合金,2008,36(1: 1110王華昌,鄭春光,湯育璽,等.熱鍛模表面激光熔覆金屬陶瓷 覆層的試驗(yàn)研究J.鍛壓技術(shù),2008(4:10811汪新衡,匡建新,何鶴林,等.CeCh對鎳基金屬陶瓷激光熔覆 層組織和耐磨蝕性能的影響I-J.材料保護(hù),2009,42(2:13 12Janne Nurminen,Jonne Nakki,Petri Vuoristo.Microstruc tu

33、re and properties of hard and wear resistant MMC coatings deposited by laser cladding-J.Metals HardMater,2009, 27:47213Chao Mingju,Wang Wenli,Liang Erjun.Microstructureand wear resistance of TaC reinforced Nibasedcoating by laser claddingFJ.Surf Coat Techn,2008,202:191814YaIlg Y,Wu H.Improving the w

34、ear resistance ofAZ91D116 材料導(dǎo)報(bào):綜述篇 2010年2月(上第24卷第2期magnesium alloys by laser cladding with AISi powdersJ-. Mater Lett,2009,63:1915Guo Baogang,Zhou Jiansong,et a1.Microstructure and tri bologieal properties of in situ syathesized TiN/Tis AI inter metallic matrix composite coatings on titanium by lase

35、r clad ding and laser nitridingrJ.Mater Sci Eng A,2008,480:404 16Gonzalez R,Cadenas M,Fernandel,R Wear behaviour of flame sprayed NiCrBSi coating remelted by flame or by laser J.Wear,2007,262:30117劉勇,田保紅,劉素琴.先進(jìn)材料表明處理和測試技術(shù)rM. 北京:科學(xué)出版社,2008:15818Volovitch P。Masse J E,et a1.Microstructure and corrosion

36、 resistance of magnesium alloy ZE41with lasersuHace clad ding by AISi powderJ.Surf Coat Techn,2008,202:4901 19張家鋒,張新平,許慶彥,等.不同表面處理工藝壓鑄鎂合金 涂層耐蝕性研究J.材料科學(xué)及工藝。2008,16(4:573 20匡建新.汪新衡,朱航生.Ce(z對鎳基碳化鎢激光熔覆層組 織和耐腐蝕性能的影n向EJ.熱加工工藝,2008,37(19:118 21Sheng W,Liu D。Wang H M Microstructure and high-tem perature wea

37、rbehavior of laser clad Ni-Ti-Si ternary metal silicide coatingsJ.Surf Coat Techn,2008,202:287122王東生,田宗軍,陳志勇.TiAl合金表面抗高溫氧化涂層研 究J.中國腐蝕及防護(hù)學(xué)報(bào),2009,29(1:123Zheng Min,Fan Ding,Li Xiukun.Microstructure and OS-teoblast response of gradient bioeeramic coating on titanium alloy fabricated by laser claddingJ.

38、Appl Surf Sci,2008,/255:42624Yue T M.Li T.Laser cladding of Ni/Cu/A1functionallygraded coating on magnesium substrateJ.SurfCoat Techn,2008,202:304325Molian P久Surface modification technologies:An engi-neer7S guideM.New York:Marcel Dekker Inc,1989:421 26Fokes J久Developmentsin laser surface modificatio

39、n and coatingJ.Surf Coat Techn,1994,63:6527Aihua形Microstructure and tribological properties of Ni-based cladding on Co substrates EJ.Welding Res Supple ment,1991,4:10628Chang Jeng-Ming,Liang Soong-Yung.Wearbehaviour of sol id lubricants Ag and BaF2一CaFz obtained by laser surface claddingJ.Surf Coat

40、Techn,1993,37:14529Wang Dongsheng,Liang Erjun,Chao Mingju.Investigation on the microstructure and cracking susceptibility of laser-clad Vz 05/NiCrBSiC alloy coatingsJ.Surf Coat Techn, 2008,202:137130Zhou Shengfeng,Huang Yongjun,zeng Xiaoyan.Micro structure characteristics of Ni-based WC composite co

41、atings by laser induction hybrid rapid claddingJ.Mater Sci Eng A,2008,480:56431蔣義斌,何歡,符躍春,等.鋁合金表面激光熔覆金屬基復(fù)合 材料涂層J.材料導(dǎo)報(bào),2008,22(專輯11:42432Sun Ronglu,Lei Yiwen.Microstructure and hardness of la-ser clad SiCp-AI composite coatings onAI alloysJ.Mater Lett,2008,62:327233邱星武,李剛,邱玲.激光熔覆技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望J.稀有 金屬及硬質(zhì)合金

42、,2008(3:54(責(zé)任編輯曾文婷ppppppp一ppppppppppppppppppppppppppppppppppp、jp 材料導(dǎo)報(bào)特邀稿征稿材料導(dǎo)報(bào)是以綜述性、動(dòng)態(tài)性為特色的綜合性材料科技期刊,自1987年9月創(chuàng)刊以來,經(jīng)過20多年的發(fā)展,已成為國 內(nèi)材料界較有影響的期刊,深受廣大讀者喜愛。材料導(dǎo)報(bào)始終堅(jiān)持綜述性、導(dǎo)向性的辦刊宗旨,并緊跟國內(nèi)外材料發(fā)展趨 勢,及時(shí)調(diào)整報(bào)道方向,力爭更快、更準(zhǔn)確、更深入地反映材料科技發(fā)展動(dòng)態(tài)和國家宏觀政策;跟蹤原創(chuàng)性國際科研新動(dòng)向;評 述材料研究進(jìn)展及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程;探討傳統(tǒng)材料產(chǎn)業(yè)改造中的問題;展示國家相關(guān)材料計(jì)劃實(shí)施及研究開發(fā)新成果。以促進(jìn)高 新技術(shù)新材

43、料的發(fā)展及產(chǎn)業(yè)化,為我國材料科技的進(jìn)步起引導(dǎo)作用。材料導(dǎo)報(bào)2009年由月刊改為半月刊,分為綜述篇(上半月和研究篇(下半月。材料導(dǎo)報(bào)綜述篇在保留材料導(dǎo)報(bào)原有綜述特色的同時(shí),更注重在材料科研、材料產(chǎn)業(yè)中的指導(dǎo)作用。為此,特設(shè)“特 邀稿”欄目。為了及時(shí)報(bào)道國內(nèi)外材料科學(xué)技術(shù)的熱點(diǎn)和動(dòng)向,讓廣大讀者及時(shí)了解國內(nèi)外材料研究的前沿和方向,熟悉從事材料研 究的知名學(xué)者和專家,更充分地體現(xiàn)材料導(dǎo)報(bào)“導(dǎo)”向性的特色,特邀請知名學(xué)者和專家就所從事材料研究領(lǐng)域的最新研究 熱點(diǎn)和動(dòng)向撰寫綜述論文。為了引領(lǐng)材料科研方向,促進(jìn)材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展,反映材料研發(fā)動(dòng)態(tài),推動(dòng)材料產(chǎn)研進(jìn)步,敬請知名學(xué)者和專家惠賜佳作。 稿件一經(jīng)采用。將

44、優(yōu)先安排發(fā)表。稿件要求:(,并請注明是“特邀稿投稿”:(2請注明第一作者簡介,包括姓名、性別、籍貫、出生年月、職稱、畢業(yè)學(xué)?；?qū)W位(院士、教授、博導(dǎo)情況、研究方向、研究 成果(科研獲獎(jiǎng)、主持課題、專著、發(fā)表論文。(3請注明電話、E-mail、通訊地址,以便聯(lián)系。材料導(dǎo)報(bào)編輯部激光熔覆技術(shù)研究進(jìn)展 作者： 作者單位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期： 被引用次數(shù)： 袁慶龍， 馮旭東， 曹晶晶， 蘇志俊， YUAN Qinglong， FENG Xudong， CAO Jingling ， SU Zhijun 河南理工大學(xué)材料科學(xué)及工程學(xué)院,焦作,454000 材料導(dǎo)報(bào) MATERIALS REV

45、IEW 2010,24(3 5次 參考文獻(xiàn)(33條 1.錢苗根 材料表面技術(shù)及其應(yīng)用手冊 1998 2.劉常升;才慶魁 激光表面改性及納米材料制備 2001 3.李俊昌 激光熱處理優(yōu)化控制研究 2001 4.Gnanamuthu D S High temperature coatings by surface melting 1976 5.Khanna A S;Kumari S;Kanungo S Hard coatings based on thermal spray and laser cladding外文期刊 2009(2 6.劉錄錄;孫榮祿 激光熔覆技術(shù)及工業(yè)應(yīng)用研究進(jìn)展期刊論文-熱加

46、工工藝 2007(11 7.Alhammad M;Esmaeili S;Toyserkani E Surface modification of Ti-6Al-4V alloy using laser-assisted deposition of a Ti-Si compound外文期刊 2008(1/2 8.Knut Partes;Carlo Giolli;Francesca Borgioli High temperature behaviour of NiCrAIY coatings made by laser cladding外文期刊 2008(10 9.渠通洋;趙海云;歐陽潔 激光熔覆

47、TiC/Ni_2Al基復(fù)合涂層的高溫穩(wěn)定性研究期刊論文-稀有金屬及硬質(zhì)合金 2008(01 10.王華昌;鄭春光;湯育璽 熱鍛模表面激光熔覆金屬陶瓷覆層的試驗(yàn)研究期刊論文-鍛壓技術(shù) 2008(04 11.汪新衡;匡建新;何鶴林 CeO_2對鎳基金屬陶瓷激光熔覆層組織和耐磨蝕性能的影響期刊論文-材料保護(hù) 2009(02 12.Janne Nurminen;Jorme Nakki;Petri Vuoristo Microstructure and properties of hard and wear resistant MMC coatings deposited by laser claddi

48、ng外文期刊 2009(2 13.Chao Mingju;Wang Wenli;Liang Erjun Microstructure and wear resistance of TaC reinforced Ni-based coating by laser cladding外文期刊 2008(10 14.Yang Y;Wu H Improving the wear resistance of AZ91D magnesium alloys by laser cladding with AI-Si powders外文期刊 2009(1 15.Guo Baogang;Zhou Jiansong

49、Microstructure and tribological properties of in situ synthesized TiN/Ti_3Al intermetallic matrix composite coatings on titanium by laser cladding and laser nitriding 外文期刊 2008(1/2 16.Gonzalez R;Cadenas M;Fernandez R Wear behaviour of flame sprayed NiCrBSi coating remelted by flame or by laser外文期刊 2

50、007(3/4 17.劉勇;田保紅;劉素琴 先進(jìn)材料表明處理和測試技術(shù) 2008 18.Volovitch P;Masse J E Microstructure and corrosion resistance of magnesium alloy ZE41 with lasersurface cladding by Al-Si powder 2008 19.張家鋒;張新平;許慶彥 不同表面處理工藝壓鑄鎂合金涂層耐蝕性研究期刊論文-材料科學(xué)及工藝 2008(04 20.匡建新;朱航生;汪新衡 CeO_2對鎳基碳化鎢激光熔覆層組織和耐腐蝕性能的影響期刊論文-熱加工工藝 2008(19 21.Sh

51、eng W;Liu D;Wang H M Microstructure and high-temperature wear behavior of laser clad Ni-Ti-Si ternary metal suicide coatings外文期刊 2008(13 22.王東生;田宗軍;陳志勇 TiAl合金表面抗高溫氧化涂層研究期刊論文-中國腐蝕及防護(hù)學(xué)報(bào) 2009(01 23.Zheng Min;Fan Ding;Li Xiukun Microstructure and osteoblast response of gradient bioceramic coating on tit

52、anium alloy fabricated by laser cladding外文期刊 2008(2 24.Yue T M;Li T Laser cladding of Ni/Cu/Al functionally graded coating on magnesium substrate外文期 刊 2008(13 25.Molian P A Surface modification technologies:An engineer's guide 1989 26.Fokes J A Developmentsin laser surface modification and coating外文期刊 1994 27.Aihua W Microstructure and tribological properties of Ni-based cladding on Co