有色金属上激光熔覆的研究进展

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1、综述·专稿《电加工与模具》!""&年第&期有色金属上激光熔覆的研究进展葛志军，邓琦林，宋建丽，陈畅源（上海交通大学机械与动力工程学院，上海!""!#"）摘要：论述了激光熔覆技术应用于有色金属表面的作用与意义，分别叙述了铜合金、铝合金以及钛合金表面激光熔覆的发展概况、工艺方法和熔覆层的组织结构，并详细论述了铝合金上激光熔覆的气孔控制问题。关键词：激光熔覆；有色金属；铜合金；铝合金；钛合金中图分类号：$%&&’!"#"$%#&’()*)+,-.)&",/0#%)12+#’’3&4,&5,&6/)11,$%7)"#+%%()*+,-.，/(.01+2+.，34.05+6

2、.2+，7*(.7*6.08-6.（3*6.0*6+5+6494.0:.+;(<=+98，3*6.0*6+!""!#"，7*+.6）89%"1#:"：$*(+.>2-(.?(6.@=+0.+>+?6.?(4>6AA28+.026=(6?(9<(69BC(.94..4.B>(<<4-=C(962=D6=C(.9+4.(@EF.@9*(@(;(24AC(.9=-<;(8，?<6>96.@=9<-?9-<(4>26=(

3、D(<(<(=A(?9+;(28.6<<69(@EF.@+9@+=B?-==(@G24D*42(?4.9<422+.0A<4G2(C4>26=((<<4-=C(962；?4AA(<62248；62-C+.-C62248；9+96.+-C62248铜合金、铝合金和钛合金应用广泛，在现代工用的高性能材料。但钛合金表面耐磨性较差，同样业中发挥着重要的作用。限制了其使用范围。所以激光熔覆技术在钛合金的铜合金是优良的抗海水腐蚀材料和减磨材料，表面处理方面

4、也有很大的应用潜力。铜合金零件大量用于海水腐蚀环境和磨损严重的场L激光熔覆的特点合。但是，在长期的恶劣环境下工作，铜合金零件会不断被腐蚀磨损，最后导致表面失效。激光熔覆技激光熔覆技术是对材料表面进行改性的主要方术可在铜合金上熔覆相同性能或相似物性的铜合法之一，是利用高能密度的激光束将具有不同成分金，使铜合金零件在尺寸上或功能上得到修复，是一和性能的合金在基材表面快速熔化，在基材表面形种很有经济价值且环保的再制造工艺技术。成与基材具有完全不同成分和性能的合金层的快速铝合金具有密度低、比强度高、导热性好和易于凝固过程。其熔覆层变形小，热影响区窄，熔覆层与成形的优点，广

5、泛应用于航空和汽车工业中。但铝基体为冶金结合。由于激光熔覆工艺的冷却速度极合金硬度低、耐磨性差的特点也限制了其应用范围。快，其熔覆层组织细小，故可提高材料的耐磨性。另利用激光熔覆技术在铝合金上制造与基体结合良好外，激光熔覆技术采用的熔覆材料广泛，可使用与基且抗磨损的涂层，可以弥补其耐磨性差的性能缺陷。体相似的材料，达到修复尺寸的目的，也可以使用性能更好的合金材料，达到表面改性的目的。因此，激钛合金具有很高的比强度、优良的耐腐蚀性和光熔覆技术在铜、铝、钛等有色金属上的使用，将产耐高温性能，是航空、航天和石油化工等部门广泛使生巨大的经济效益。收稿日期：!""&H"IH

6、"’!铜合金上的激光熔覆基金项目：国家自然科学基金资助项目（’"JK’"I&）。第一作者简介：葛志军，男，LIM!年生，硕士研究生。激光熔覆工艺中，涂层与基体之间的结合为冶—L—《电加工与模具》+""#年第#期综述·专稿金结合，其结合强度比热喷涂工艺要高得多［!］；其郭晓琴等［3，,］采用8"".4?：@5A固体激光熔覆层厚度比其他一些表面处理工艺（如电镀、气相器在纯铜表面激光熔覆，原位合成>’&+／/1复合材沉积）大得多；熔覆层冷却速度快（高达!"#$／%），组料涂层，并测量其耐磨性和导电性，涂层的显微硬度织具有快速凝固的典型特征；而且由于激光熔覆有达,9"!8

7、9"BC，耐磨性是纯铜的!8!+"倍，电导能量密度集中的特点，其加工热影响区极小，工件变率与铜相比下降不大，可达9+DE5/F。形也非常小。这些特点表明激光熔覆技术是理想的郑准备［8］采用/0激光器在纯铜表面激光熔+修复工艺。覆，原位合成>’&+／/1复合材料涂层，涂层厚为"78有学者对铜合金激光熔覆修复的工艺和组织结!!7"::，光斑直径!7#::，加BG保护。表!表构进行了研究。&’()*)等［+］使用,-./0激光器+明了激光功率和速度对激光熔覆层结合性能的影响在/123"4’基体上采用送粉和宽带扫描的方法、在规律。56保护下熔覆了/123"4’合金涂层，其

8、工艺参数表