激光熔覆过程是一个快速的动态熔化与凝固过程,发生的物理、化学反应都是在非平衡态条件下完成的。熔覆材料一般包括:①自熔性合金粉末。又分为镍基、钴基和铁基自熔合金3类。②碳化物复合粉末。由碳化物硬质相和金属或合金黏结相组成,主要有 (Co、Ni)/WC和(NiCr、NiCrAl)/Cr3C2等。③氧化物陶瓷粉末。
激光熔覆的特点包括:①激光束能量密度高,加热速率快,对基材的热影响小,引起工件的变形小。②通过控制激光的输入能量,可将基材的稀释效应控制在较低的程度, 从而保持原熔覆材料的特性。③熔覆层与基材之间形成冶金结合,且熔覆层组织结构细密。④工艺易于实现自动化。⑤熔覆过程中,如果局部过热,会在熔覆相与基体相之间的界面处产生较大的残余应力,容易导致熔覆层出现裂纹。
激光熔覆按材料的供给方式可分为预置式和同步式两类。预置式激光熔覆的工艺流程为:基材表面预处理→预置涂覆熔覆材料→预热→激光熔化→后热处理。同步式激光熔覆的工艺流程为:基材表面预处理→送料和激光熔化→后热处理。
激光熔覆可用于对材料表面实施改性,如燃气轮机叶片、轧辊、齿轮等;对磨损工件表面进行修复或再制造,如转子、模具等;3D打印,如利用粉末的逐层烧结叠加效应,快速制造模型一体化部件。