激光熔覆,又称激光包覆或激光熔敷,是一种新兴的表面改性技术。该技术通过在基材表面添加熔覆材料,并利用高能密度的激光束,使熔覆材料与基材表面薄层共同熔凝,从而在基材表面形成冶金结合的填料熔覆层。由于激光熔覆技术能够将高熔点材料熔覆在低熔点基材表面,且材料成分不受传统合金热力学条件限制,因此其选材范围广泛,包括镍基、钴基、铁基合金、碳化物复合合金材料及陶瓷材料等。其中,合金材料和碳化物复合材料的激光熔覆技术较为成熟,已在实践中得到应用。
激光束的高能密度产生的快速加热过程近似绝热,使得激光熔覆对基材的热影响及变形均较小。通过控制激光输入能量,可以将基材的稀释作用限制在极低水平(小于10%),从而保持熔覆材料的优异性能。因此,激光熔覆技术能够显著提升材料表面的耐磨性与耐蚀性,主要应用于零件的磨损修复与新制造零件的性能增强。
对于农机中的重要零件,如汽缸套和活塞等,由于工作负荷大且面临高温、高压、侵蚀及不同程度的摩擦,其磨损量巨大,需定期报废和更换。耕地机械、整地机械和收割机械(如犁、中耕机、播种机和收割机)在作业时局部磨损迅速,零件报废往往因为局部损坏。为提高零件使用寿命,修复工作至关重要。激光加工具有选择性作用的独特优势,激光熔覆技术可便捷地修复磨损部位,使零件不至于因局部损坏而报废,从而提升零件的可靠性与使用寿命,在最小化投入的同时重新达到更佳的性能要求。
此外,利用激光技术对模具进行修复,能显著延长模具寿命,且不受形状和尺寸限制,在农机制造中也应广泛推广和应用。