激光表面工程技术简介

概述：激光表面工程技术是将现代物理学、化学、计算机、材料科学、先进制造技术等多方面的成果和知识结合起来的高新技术，是利用激光的高能量密度、高方向性、高单色性、高相干性等特性，采用数控的加工机床，将激光聚焦到工件表面并快速移动，实现工件表面改性的一项系统工程。

利用激光表面工程技术能使低等级材料实现高性能表层改性，达到零件低成本与工作表面高性能的最佳组合，为解决整体强化和其它表面强化手段难以克服的矛盾带来了可能性，对重要构件材质与性能的选择匹配、设计、制造产生重要的有利影响。

激光表面工程技术特点：

1.晶粒细化，表面强化层具有更高的耐磨性，硬度比常规方法处理的高15~20%左右，配合合金粉和特殊的工艺方法，可显著提高工件的综合性能。

2.无接触加工，激光束的能量可连续调整，并且没有惯性。

3.热影响区小，工件热变形小，后续加工余量小。有些加工件经激光处理后，甚至可直接投入使用。

4.配合数控系统，可以实现柔性加工，特别适合于工件局部位置如轧辊孔型中易磨损部分和具有槽沟的零件的强化。

5.可以改变工艺流程，降低生产成本

6.实现功能修复，变废为高

激光表面工程技术主要工艺方法：

1.激光强化

利用高能激光束在金属表面扫描，实现金属表面超快速加热和冷却的过程，使工件表层得到强化，完成金属表面的淬火工艺。其中又分为激光淬火、熔凝强化和复合强化等工艺。

激光表面强化工艺可提高表层硬度、强度、耐磨性、耐蚀性，同时又使心部仍保持较好的韧性，使工件得到结构性的性能组合。

2.激光熔覆

利用高能激光束在金属表面扫描过程中，将合金材料熔化并冶金结合在金属材料表面，使熔覆材料和基体达到冶金结合的效果，也称为激光堆焊。

利用激光熔覆工艺可按功能梯度将高性能材料熔覆在低性能材料的基材上，实现工件表面改性，提升工件性能水平，降低生产成本。

3.激光再制造

利用激光熔覆工艺修复零件，在因磨损而失效的工件表面上熔覆一层合金，使工件恢复原貌，具有甚至超过原来的使用性能，因此修复后的零件使用寿命比原零件长。

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