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在工業(yè)、能源、熔覆軍工、產(chǎn)業(yè)機械相關工廠和再制造等領域，用及生產(chǎn)環(huán)境惡劣，發(fā)展使用負荷重，前景導致一些重要的激光技術金屬零件發(fā)生腐蝕和磨損。為了延長昂貴的熔覆生產(chǎn)設備的使用壽命，需要預先對這些設備的產(chǎn)業(yè)金屬部件的外觀進行處理或修復，于是用及激光熔覆作為修復金屬表面改性的技術應運而生。

什么是激光熔覆技術?激光熔覆是指將選定的涂層材料以不同的填充方式置于被涂覆的基體表面，經(jīng)激光照射后與基體表面的前景薄層同時熔化，并迅速凝固形成稀釋度極低的激光技術表面涂層，與基體材料形成冶金結(jié)合，熔覆從而顯著提高基體材料表面的產(chǎn)業(yè)耐磨性、耐腐蝕性、耐熱性、抗氧化性和電學特性，從而達到表面改性或修復的目的。

通俗地說，包覆就是對破損的零配件進行“整容”，從而達到煥然一新的目的。如果要用三個字來形容我們的熔覆水平，那么“長壽命、高精度、低價格”再合適不過了。

與其他激光加工技術相比，激光熔覆技術在多樣性、延展性和適應性等方面具有其他技術無法比擬的優(yōu)勢。激光熔覆技術既滿足了材料表面特定性能的要求，又節(jié)省了大量的貴重元素，因此在市場上很受歡迎。目前，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，激光熔覆技術已經(jīng)得到了廣泛的應用，尤其是在工業(yè)應用方面，如航空航天、石油、造船、工程機械和核電等行業(yè)。

激光熔覆技術的應用

01 航空航天領域

大型鋁合金的激光熔覆在國內(nèi)高校已經(jīng)實現(xiàn)，是目前激光熔覆技術顯著的成果之一。航空發(fā)動機葉片再制造市場巨大。葉片材料種類多，技術含量高。切割修復后，需要在修復材料、探傷技術、壽命評估等方面做大量工作。這樣可以盡量避免花費巨資從國外購買新零件進行后期維護。

02 石油勘探領域

在石油化工行業(yè)，由于設備長期處于惡劣的工作環(huán)境中，容易造成零部件的嚴重腐蝕和嚴重磨損，從而導致大型、貴重零件的徹底報廢，如鉆鋌、無磁鉆鋌、扶正器、震擊器等。因此，在激光熔覆技術的復制作用下，可以恢復這些零件的原有性能，強化這些零件的使用壽命。

03 煤礦井田

在煤礦行業(yè)，由于工作環(huán)境惡劣，對煤礦機械零部件的性能要求更高。液壓立柱的主要失效形式是涂層劃傷和涂層剝落，這將嚴重影響產(chǎn)品的性能和使用壽命，需要整體修復。采用高污染的電鍍工藝，電鍍是我國逐步禁止的傳統(tǒng)工藝之一。立柱防腐表面采用激光熔覆不銹鋼層技術。激光熔覆液壓支架立柱是一項高端技術產(chǎn)品，有效提高了立柱的防腐性能，延長了其使用壽命。因此，激光熔覆技術對液壓立柱的強化有很大的市場，也是國家支持的環(huán)保、可循環(huán)利用的高新技術，可以替代傳統(tǒng)的電鍍工藝。

04 電力工業(yè)

汽輪機轉(zhuǎn)子運行時，轉(zhuǎn)子軸頸磨損。此外，汽輪機末級和次末級葉片在長期高溫工況下經(jīng)常出現(xiàn)空氣混濁。汽輪機是不便于運輸?shù)拇笮驮O備，需要高可靠性的激光原位修復技術。

隨著我國核電事業(yè)的快速發(fā)展，對核反應堆結(jié)構(gòu)材料的要求越來越高。核電行業(yè)中的結(jié)構(gòu)件由于其工作環(huán)境和介質(zhì)的原因，會受到高溫、腐蝕、氧化等諸多不利影響，因此一些核心部件一直依賴國外進口。目前，中國核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展正處于快車道，對核心部件國產(chǎn)化的要求越來越強烈。

激光熔覆技術面臨的挑戰(zhàn)

目前國內(nèi)激光熔覆領域存在的問題諸多，高校實驗室不斷實驗新工藝，卻找不到合適的平臺實現(xiàn)真正的應用驗證。工廠和公司的激光熔覆工藝更新慢，沒有科研做后盾。這種產(chǎn)、學、研的嚴重脫節(jié)制約了我國激光熔覆產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

激光熔覆的成本一直是制約其發(fā)展的關鍵因素。設備投入，研發(fā)投入，人員成本，粉末成本等。激光熔覆產(chǎn)品價格高與單品成本高、大部分激光加工企業(yè)加工成本高密切相關。一兩套設備加工效率低，應付不了大規(guī)模加工。十幾臺設備的加工效率很高，但是前期設備投入太大，沒有工作量的時候很多設備閑置，超出了一般企業(yè)的承受能力。激光熔覆合金粉的成本是除設備成本外的另一大開支。小規(guī)模生產(chǎn)，粉體制造和采購成本占產(chǎn)品成本的很大一部分。只有大量采購和使用，才能降低整個產(chǎn)品的成本。同時，由于激光熔覆后的各種機械加工，實際熔覆層沒有初始熔覆層厚，所以必然要通過提高后續(xù)加工的精度和降低初始熔覆層的厚度來降低成本。山東能源機械集團購買了高速車床加工熔覆產(chǎn)品，在不降低產(chǎn)品性能的情況下，有效降低了熔覆層厚度。同時，研磨后的粉末和機械加工切屑可以回收再制成粉末，有效降低了熔覆成本。

雖然激光熔覆有很多優(yōu)點，終會成為主流技術，但是目前市場上激光熔覆產(chǎn)品的價格并不能被大多數(shù)客戶接受，用戶對產(chǎn)品性能的懷疑也大大阻礙了激光熔覆柱對電鍍柱的替代。

激光熔覆技術的發(fā)展前景

激光熔覆技術是一項具有高科技含量的表面改性技術與裝備維修技術，它是集材料制備和表面構(gòu)型為一體，是綠色再制造技術的重要支撐技術之一，符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的高新技術，其研究和發(fā)展具有重要的理論意義和經(jīng)濟價值。