激光熔覆制备复合材料的研究现状及进展
中图分类号：TG156 文献标识码：A
所谓熔覆，是一种基于焊接技术发展出来的一种连接技术，能够将不同的材料连接在一起，形成一种新型的复合材料，具备更为优良的性状和性能。利用不同金属材料之间的不同熔点，通过加热处理和一些其它工艺的处理，使熔覆材料熔化，然后迅速凝固，从而实现与基体材料之间的牢固结合。通过激光熔覆技术制备复合材料，能够极大的提升材料的整体性能，从而满足更高的应用需求。
一、激光熔覆制备复合材料的基本原理
激光熔覆技术是一种较为先进的加工技术，其指的是对不同金属材料之间进行冶金结合，从而强化基体材料的表面性能。在实际工作当中，对基体金属表面利用能量密度较高的激光束进行照射。通过这种方式使材料迅速的熔化、扩展、凝固，从而在基体材料表面形成冶金结合的材料，提升材料的力学性能、化学性能和物理性能，增强基体材料表面的耐腐蚀、抗氧化、耐磨、耐热等方面的能力。
在激光熔覆制备复合材料采用的工艺方法中，根据不同的激光熔覆填料方式，主要可以分为同步送粉法、预置法等。其中，同步送粉法主要是在基体表面上，同步放置激光束和熔覆材料，同时进行熔覆和供料的操作。在同步送粉法当中，主要的熔覆材料是粉末，同时也可采用薄板材、线材等进行同步送料。而在预置法当中，是先在基体材料表面中的熔覆部位上放置熔覆材料，然后利用激光束对其进行扫描照射，使其迅速熔化、凝固[1]。通过这种方式，在基体材料表面，就熔覆上了熔覆材料。在预置法当中，通常采用板材、丝材、粉末等形式来添加熔覆材料，而粉末形式则是最为主要的形式。
二、激光熔覆制备复合材料的主要优势
与其它的涂层技术相比，激光熔覆制备复合材料有着很多方面的优势。在激光的强烈作用下，在基体材料和熔覆材料当中，其表层能够在小范围内迅速的进行熔覆。该技术对基体材料只具有很小的热影响区域，不容易引发熔覆工件的形变，因而具有很高的熔覆成品率。通过激光熔覆制备的复合材料，在熔覆层当中具有细小弥散的晶粒，能够使熔覆层的硬度得到极大的提升。同时，还能够有效的提高材料的耐腐蚀性能和耐磨性能，对于基体材料的表面性能有着极大的优化和改善作用。由于该技术采用了高能激光束，具有很短的作用时间，并且熔覆层只产生较低的稀释率，因此基体材料只会发生很小量的熔化。
为了能够进一步提升材料表面的性能，可以将材料表面的熔覆率进行降低，以实现在耗材较低的情况下，取得更高的效益和效果。尤其是在熔点较低的金属表面，对熔点较高的合金进行熔覆时，激光熔覆技术是最适合不过的。由此可见，激光熔覆制备复合材料具有十分广泛的熔覆层材料选择范围。此外，激光熔覆制备复合材料还能够轻易的实现自动化控制，从而得到表面性能更加稳定的熔覆材料，对于熔覆的厚度、成分等参数，也更加容易进行控制。
三、激光熔覆制备复合材料的应用问题
激光熔覆制备复合材料经过数十年的不断发展和研究，目前已经在很多工业化生产领域当中得到了良好的应用，例如航空航天、石油钻采机械、生物医用、模具轧辊表面改性处理、汽车制造等领域。但是在实际应用当中，仍然存在着很多的问题。在评价激光熔覆制备复合材料质量的过程中，首先要检测材料的外观形貌、裂纹、稀释率、气孔、表面不平度等问题。然后需要对材料的性能、熔覆值等进行检测。而在实际生产当中，熔覆层质量的控制具有较大的难度，非常容易产生裂纹。对此，基材热膨胀系数、熔覆层热膨胀系数，以及二者之间的匹配问题十分重要。因此，应当对其进行适当的选择与分配。通常来说，在基体材料和熔覆层之间，应当满足热膨胀系数的同一性原则，也就是说在二者之间，热膨胀系数应当无限接近，这样才能够有效的避免激光熔覆层的剥落和裂纹现象。
四、激光熔覆植被复合材料的发展前景
对于当前工业领域当中的表面处理技术来说，激光熔覆技术是一种十分良好的技术，经过长时间的不断发展和应用，也取得了很大的成果。但是在实际应用中，仍然面临着很多位置的问题，例如熔覆层残余应力及裂纹、熔覆技术自动化与信息化、熔覆材料选取规则设计、数值分析理论模型建立、以及相关的基础理论研究等问题，都需要进行进一步的研究和探讨。
结语
激光熔覆技术是一种十分高效的复合材料制备技术，通过激光束照射的方式，使材料迅速熔化，然后凝固，从而熔覆在基体材料表面当中，形成性能良好的复合材料。不过在实际应用中，激光熔覆制备复合材料仍然存在着一定的问题，因此需要不断的对其进行研究和完善，从而使其能够发挥出更为良好的效果。
