曲軸激光熔覆技術特點

（1）冷卻速度快（高達106K/s），屬于快速凝固過程，容易得到細晶組織或產(chǎn)生平衡態(tài)所無法得到的新相，如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等。

（2）涂層稀釋率低（一般小于5%），與基體呈牢固的冶金結(jié)合或界面擴散結(jié)合，通過對激光工藝參數(shù)的調(diào)整，可以獲得低稀釋率的良好涂層，并且涂層成分和稀釋度可控；

（3）熱輸入和變型小，尤其是采用高功率密度快速熔覆時，變形可降低到零件的裝配公差內(nèi)。

（4）熔深淺，對零件內(nèi)部組織影響小。

（5）熔覆材料選擇范圍廣，通過選擇不同的熔覆材料從而顯著改善基體表面耐磨、耐蝕、耐熱及電氣特性。

（6）熔覆層的厚度范圍大，單道送粉一次涂覆厚度在0.2~2.0mm。

一種用于汽車發(fā)動機曲軸表面進行激光熔覆的方法。所述方法如下：1）以同步送粉的方式，將調(diào)配好的鎳基陶瓷合金粉末熔覆在曲軸的表面，通過激光束掃描使粉末材料與曲軸表面同時熔化，混合液體合金在室溫下通過空冷快速凝固，從而形成一層合金熔覆層。2）通過機械加工方式，使熔覆層表面達到曲軸的裝配及工作要求。所述方法具有如下優(yōu)點：1）提高了熔覆后曲軸表面的強度、耐磨性、耐高溫及耐腐蝕性；2）熔覆層變形小，組織致密，微觀缺陷少，結(jié)合強度高，對曲軸表面的稀釋率低；3）熔覆層的尺寸和位置可以準確控制，所述的成分可根據(jù)工況的需求方便調(diào)節(jié)；4）延長了曲軸的使用壽命，提高了發(fā)動機的整體性能，節(jié)約了維修成本。

激光熔覆技術是激光加工技術的一個重要的應用方面，是一種新型的材料加工與表面改性技術，涉及物理、冶金、材料科學等領域。其研究歷史可追溯到20世紀70年代。1974年Gnanamuthu先提出并申請了激光熔覆一層金屬于金屬基體的熔覆方法；進入80年代，激光熔覆技術已經(jīng)發(fā)展成為表面工程、摩擦學、應用激光等領域的前沿性課題，可以在低成本鋼板上制成表面，代替大量的合金，以節(jié)約貴重、稀有的金屬材料，提高材料的綜合性能，降低能源消耗，適用于局部易磨損、剝蝕、氧化及腐蝕等零部件，受到了國內(nèi)外的普遍重視；到90年代后，相關科學研究與應用開發(fā)得到快速發(fā)展。

當今國內(nèi)外對激光熔覆的研究大致從以下幾個角度出發(fā)：一是激光熔覆的機理研究；二是激光熔覆工藝及其組織性能的研究；三是激光熔覆的應用研究。現(xiàn)對激光熔覆的各方面研究發(fā)展狀況作以介紹，并指出其存在的主要問題及其今后的發(fā)展方向。

一、激光熔覆的機理研究

激光熔覆是一個動態(tài)熔化過程，熔池尺寸小，不僅存在著傳熱現(xiàn)象，而且也存在著對流、質(zhì)量傳遞等，它們直接影響熔池的宏觀形貌、偏析、組織和成分的均勻性及其他物理冶金性能，因此研究激光熔覆加熱理論，搞清激光熔覆過程中的熱傳導、對流及質(zhì)量傳遞等問題，對于弄清激光熔覆理論具有重要意義。