激光熔覆技術(shù)是在基體表面添加熔覆材料,利用高能量密度的激光束將其與基體表面的薄層熔合在一起,在基體表面形成冶金結合的熔覆層。
激光熔覆可以達到表面改性或修復的效果,因此可以有效延長(cháng)工業(yè)、能源、軍工、機械相關(guān)制造工廠(chǎng)和再制造等領(lǐng)域生產(chǎn)設備的使用壽命。
激光熔覆技術(shù)是一種高度經(jīng)濟的技術(shù),可以在廉價(jià)的基體上制備性能優(yōu)異的合金,不僅可以降低成本,還可以節省稀有材料。目前,我國激光熔覆技術(shù)走向激光熔覆工業(yè)應用的中級階段,但仍需面臨多方面問(wèn)題的挑戰。
1、激光熔覆材料體系有待完善
目前,激光熔覆專(zhuān)用的增材體系少,對于激光熔覆層的質(zhì)量評價(jià)也沒(méi)有完整、統一的評價(jià)指標,只有開(kāi)發(fā)出更多的激光熔覆專(zhuān)用增材體系,提高熔覆層的評價(jià)和應用標準,才能真正實(shí)現激光熔覆技術(shù)的推廣應用,實(shí)現資源的優(yōu)化配置。
2、成本問(wèn)題仍需關(guān)注
雖然激光熔覆技術(shù)的粉末成本較低,但激光熔覆的實(shí)際成本一直是困擾企業(yè)的難題。大多數激光加工企業(yè)也無(wú)法立即接受單一產(chǎn)品加工成本較高的激光熔覆技術(shù),并對激光熔覆產(chǎn)品的性能持產(chǎn)生懷疑態(tài)度,這極大地制約了激光熔覆技術(shù)的發(fā)展。雖然激光熔覆具有諸多優(yōu)點(diǎn),前景廣闊,但也注定了它的發(fā)展道路是曲折的,還有很長(cháng)的路要走。
3、應用水平/規模需要適應市場(chǎng)需求
激光熔覆技術(shù)的理論和應用基礎研究目前多集中在材料科學(xué)與工程方向。但作為一種典型的制造工藝技術(shù),該技術(shù)與工程對象相結合的應用基礎研究相對薄弱。例如,在大面積激光熔覆中,熔覆層容易產(chǎn)生裂紋,這仍然是一個(gè)非常棘手的問(wèn)題。由于“高溫、快冷”的工藝特點(diǎn),熔覆層應力集中、開(kāi)裂傾向較大,嚴重影響了激光熔覆技術(shù)的工程應用。從裂紋的角度出發(fā),分析裂紋的形成機理。
目前,激光熔覆的應用水平和規模暫時(shí)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求,產(chǎn)學(xué)研脫節也是影響激光熔覆工程應用效果的主要原因。