激光熔覆技術(shù)是21世紀最新研發(fā)出來的一種表面處理技術(shù),其基本原理是將工件損壞的表面用研磨工具打磨后將金屬粉末均勻放到磨后的工件表面凹坑中，利用高能密度激光束將合金材料熔覆在基層表面上得到具有與基體材料完全不同成分和性能的合金層。涂層材料與基體材料表面形成完全冶金結(jié)合，主要適用于模具、齒輪、軸承、輪轂、發(fā)動機、化工和冶金等方面。激光處理技術(shù)還包含激光淬火和激光強化等技術(shù)，它的成功開發(fā)大大提高了模具、金屬零件的使用壽命，也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，在國民經(jīng)濟各個部門中所占的地位也越來越顯著。

　　亞琛聯(lián)合科技作為Fraunhofer ILT的孵化企業(yè)，率先將超高速激光熔覆技術(shù)引進中國市場，與Fraunhofer ILT緊密合作對超高速激光熔覆進行技術(shù)產(chǎn)業(yè)化升級，不斷完善工藝水平，提升其核心部件的功能性，如送粉噴嘴的耐用性、送粉精度、高送粉量、粉末利用率等。在Fraunhofer ILT原有高精度同軸送粉噴嘴的基礎(chǔ)上進行改型，正式推出高效、高匯聚性送粉噴嘴，送粉效率可達5kg/hr以上，粉末利用率高達95%。而其特殊的模塊化設(shè)計，大大降低了使用成本，使損耗件的更換變得異常簡單，同時保證了工藝的可重復(fù)性，噴嘴尺寸也可根據(jù)維修位置進行靈活調(diào)整。新開發(fā)的超高速激光熔覆加工頭，通過特殊的光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)光-粉在空間的最理想交互，使得粉末熔化更加穩(wěn)定、能量利用更加高效。

　　由于電鍍硬鉻環(huán)境污染嚴重且不耐磨，激光熔覆技術(shù)已成為取代電鍍硬鉻工藝的主要方法之一。激光熔覆技術(shù)在涂層厚度、耐磨性和耐蝕性方面均優(yōu)于電鍍硬鉻層，是替代電鍍硬鉻技術(shù)的優(yōu)先技術(shù)。

　　激光熔覆工藝

　　模具領(lǐng)域應(yīng)用激光熔覆技術(shù)的基本工藝流程為：模具表面檢驗及維修方案確認→模具表面油污清洗→結(jié)合硬度要求選擇合理涂料及加工參數(shù)→熔覆加工→處理后模具表面修復(fù)和交貨前的檢驗。每個工藝的步驟及注意事項為：

　　1.模具表面檢驗及維修方案確認

　　檢查模具是否有裂紋、拉傷、凹坑以及需處理的位置是平面還是R角，針對不同的問題來確定維修方案，對需要處理的地方適當打磨。

　　2.模具表面油污清洗

　　用清洗液清洗，清除氧化皮、油漬、油脂和油漆等，提高表面熔覆的效果。

　　3.結(jié)合硬度要求選擇合理涂料及加工參數(shù)

　　根據(jù)維修方案及客戶要求選擇合適的功率、焦距、光斑和涂料(例如鑄鐵使用鐵機粉)。

　　4.熔覆加工

　　通過設(shè)備均勻地鋪上涂料，激光器發(fā)出激光束，通過內(nèi)部鏡片折射激光束作用在加工表面，使涂料層與基體材料表面形成完全冶金結(jié)合。

　　5.處理后模具表面修復(fù)

　　鉗工對已熔覆的表面進行打磨、拋光，確保其模具間隙及表面粗糙度符合要求。

　　6.交貨前檢驗

　　檢測處理后的硬度和表面粗糙度是否達到客戶的要求，如果未達到要求就必須重做。

　　激光熔覆的工藝特點是：

　　1.涂層組織均勻、細化和缺陷率低。

　　2.涂層硬度高，可達50～62HRC，具有極好的耐磨性和抗腐蝕性。

　　3.涂層與基體之間為冶金結(jié)合，結(jié)合強度高。

　　4.涂層厚度視不同情況可達0～10mm。

　　5.涂層材料既可為金屬及合金，又可為金屬陶瓷。

　　6.基體材料為各類鋼和鑄鐵，也可為其他金屬及合金材料。

　　7.可形成打底層、中間層及外層組成的成分和硬度梯度涂層。

　　8.基體熱影響區(qū)小，熱變形小。

　　優(yōu)勢為具有較低稀釋率；對基體熱影響區(qū)小；與基面形成冶金結(jié)合，結(jié)合強度達95%以上；熔覆層與基體均勻無粗大的熔鑄組織；熔覆層及其界面組織致細，晶粒細小；無空洞，無夾雜裂紋等缺陷；基體材料在激光加工過程中僅表面微熔,激光加工后無熱變形；熔覆層與基體侵潤性好，結(jié)合強度高，易于實現(xiàn)自動化。