激光熔覆修复的材料种类
激光熔覆修复技术应用广泛的材料种类主要分为以下几大类：
一、自熔性合金粉末（应用最广泛）
1. 铁基(Fe)自熔性合金粉末
- 特点：成本低、力学性能好、应用范围广
- 应用：不锈钢体系的铁基合金因其良好的力学性能和优异的耐蚀性能在激光熔覆技术中得到广泛应用
- 改进：通过调整合金元素含量来调整涂层硬度，添加稀土可提高熔覆层的耐腐蚀能力
- 适用：对碳钢、不锈钢、合金钢、铸钢等多种基材有较好的适应性
2. 镍基(Ni)自熔性合金粉末
- 特点：良好的润湿性、耐蚀性、高温自润滑作用和适中价格
- 应用：在滑动、冲击磨损和磨粒磨损严重的条件下，常加入高熔点的碳化物、氮化物、硼化物和氧化物陶瓷颗粒，制成金属复合涂层
- 实例：在Q960E钢表面使用激光熔覆技术制备Ni基WC涂层，耐磨粒磨损性能达Q960E基材的6倍以上
- 优势：与钴基材料相比，价格便宜
3. 钴基(Co)自熔性合金粉末
- 特点：优良的耐热、耐蚀、耐磨、抗冲击和抗高温氧化性能
- 应用：常被应用于石化、电力、冶金等工业领域的耐磨耐蚀耐高温等场合
- 常用材料：Co-Ni、Co-Cr-Ni、钴铁、钴镍铁等
- 特点：熔点较碳化物低，受热后Co元素最先处于熔融状态
二、复合粉末
碳化物复合粉末
- 主要系列：(Co，Ni)/WC 和 (NiCr，Ni-CrA1)Cr₃C₂
- 特点：碳化物硬质相与金属或合金粘结相组成
- 适用：
- (Co，Ni)/WC系：适应于低温(≤560℃)工作条件
- (NiCr，NiCrA1)/Cr₃C₂系：适用于高温工作环境
金属基复合粉末
- 通常在自熔性合金粉末中加入高熔点的碳化物、氮化物、硼化物和氧化物陶瓷颗粒
三、陶瓷粉末
- 氧化物陶瓷粉末
- 主要系列：氧化铝、氧化锆
- 特点：热稳定性好，化学稳定性高
- 应用：适用于要求耐磨、耐蚀、耐高温和抗氧化性的零件
- 对比：氧化锆比氧化铝具有更低的热导率和更好的抗热震性能
四、其他特殊材料
钛合金
- 应用于航空航天领域，实现钛合金零件制造，疲劳寿命超过传统工艺
铜合金
- 用于特定表面改性需求
颗粒型金属基复合材料
- 用于提高耐磨性和特殊性能
五、典型应用案例
- 模具修复：激光熔覆处理可使H13钢热作模具寿命达新模具的3.8倍
- 曲轴强化：激光熔覆FeCrBSi涂层使使用寿命延长1倍
- 镁合金轮毂防腐：表面制备Al-Si防护层，中性盐雾试验480小时腐蚀失重减少91.63%
- 石油钻杆：激光熔覆修复可使单件修复成本降低65%
选择材料的依据
激光熔覆材料的选择主要考虑：
- 基材与涂层材料的物理化学性质匹配
- 使用环境要求（耐磨、耐蚀、耐热等）
- 成本效益比
- 修复后的性能需求
激光熔覆技术通过合理选择这些材料，可以在零部件表面不变形的情况下显著提高零部件的使用寿命，同时节约大量贵重金属材料，降低制造成本，实现"绿色再制造"。