0802裴宏源 激光合金化技术的应用
0802裴宏源 微分子激光的应用
微分子激光的应用随着电子产品朝着便携式、小型化的方向发展，单位体积信息的提高（高密度）和单位时间处理速度的提高（高速化）对微电子封装技术提出不断增长的新需求。
例如现代手机和数码相机每平方厘米安装大约为1200条互连线。
提高芯片封装水平的关键之处就是在不同层面的线路之间保留微型过孔的存在，这样通过微型过孔不仅提供了表面安装器件与下面信号面板之间的高速连接，而且有效地减小了封装面积。
另一方面，随着近年来全球手机、数码相机和笔记本电脑等便携式电子产品向轻、薄、短、小的趋势发展，印制线路板（PCB）逐步呈现出以高密度互连技术为主体的积层化、多功能化特征。
为了有效地保证各层间的电气连接以及外部器件的固定，过孔（via）已成为多层PCB的重要组成部分之一。
目前钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%-40%。
在高速、高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上不仅可以留有更多的布线空间。
而且过孔越小，越适合用于高速电路。
传统的机械钻孔最小的尺寸仅为100μm，这显然已不能满足要求，代而取之的是一种新型的激光微型过孔加工方式。
目前用CO2激光器加工在工业上可获得过孔直径达到在30-40μm的小孔或用UV激光加工10μm 左右的小孔。
激光微加工技术在设备制造业、汽车以及航空精密制造业和各种微细加工业中可用激光进行切割、钻孔、雕刻、划线、热渗透、焊接等，如20多微米大小的喷墨打印机的喷墨口的加工。
利用诸如微压型、打磨抛光等激光表面处理技术来加工多种微型光学元件，也可通过诸如激光填充多孔玻璃，玻璃陶瓷的非晶化来改变组织结构，然后，通过调和外部机械力，再在软化阶段依靠等离子体辅助进行微成形来加工微光学元件。
激光微加工技术具有非接触、有选择性加工、热影响区域小、高精度与高重复率、高的零件尺寸与形状的加工柔性等优点[1]。
实际上，激光微加工技术最大的特点是“直写”加工，简化了工艺，实现了微型机械的快速成型制造。
激光技术在铝合金铸造液位控制中的应用
激光技术在铝合金铸造液位控制中的应用发布时间：2022-10-31T02:56:08.609Z 来源：《工程建设标准化》2022年12期6月作者：赵强国[导读] 现今我国社会科技水平迅速发展，工业已经成为我国主要经济发展的支柱产业，在铝合金铸造液位控制的过程中可以使用激光技术赵强国新疆众和股份有限公司，新疆乌鲁木齐 830013摘要：现今我国社会科技水平迅速发展，工业已经成为我国主要经济发展的支柱产业，在铝合金铸造液位控制的过程中可以使用激光技术，利用激光技术能够有效提高其生产加工质量，也能够推动工业行业的稳定发展。
笔者主要针对激光技术应用在铝合金铸造液位控制中的应用进行分析，并对液位自动控制技术进行分析，从而保障激光技术的优势充分应用，对我国工业行业的发展奠定良好的基础保障。
关键词：激光技术；铝合金铸造液位；控制；应用引言：现今我国工业行业迅速发展，铝加工业在发展的过程中也推动了我国工业产生经济水平的提升，各铝加工企业在技术研发和生产加工的过程中更为注重提高铸锭质量，从而提高铸锭表面的光滑程度，也能够降低粗晶层、偏析瘤等质量问题。
扁铸锭在加工之前应该减少铣面，从而提高其成才的质量和效率。
铝合金铸造技术在应用的发展的过程中对我国工业行业的发展起到了重要的推动作用，铸造机也逐渐应用了脉冲水冷、激光技术的液位自动控制技术，对此，笔者主要对激光技术的应用进行分析和探讨，从而提高扁锭的质量，也能够推动我国工业行业的持续性发展。
1液位自动控制技术从上世纪末我国工业行业逐渐发展，在其发展的过程中工业生产加工技术也逐渐提高，发达国家在铝合金扁锭铸造的过程中现今主要以液位自动控制技术为主，其技术的应用能够提高金属液位的自动稳定控制质量，也能够在生产加工中开展低液位铸造，进而扁锭在生产加工中其内部以及表面质量都得以提高，铣面量也能够得到减少。
现今我国生产企业中铸造线主要以分配漏斗控制进行生产加工，在生产加工的过程中金属液位会出现较大的波动，进而无法实现低液位控制。
激光合金化技术的应用
激光合金化技术的应用周金科光信0801班20081182015球墨铸铁热轧辊表面激光点状合金化技术针对提高球墨铸铁热轧辊使用寿命的迫切需要,以及传统大面积激光合金化容易在轧辊表面形成贯穿性裂纹的缺点,采用离散强化的概念,在三种不同材质的球墨铸铁表面,进行了激光点状合金化处理方案优选的系统实验研究。
与未经激光处理的球墨铸铁试块进行热疲劳对比试验,对热疲劳试验前后试块的热疲劳裂纹和组织进行分析检测。
设计了应用于输出脉冲激光的斩波器。
实验表明,激光点状合金化处理时,激冷态球墨铸铁表面的合金化层成形差,产生贯穿合金化层的裂纹;而在适当的工艺参数下,珠光体基体球墨铸铁和调质态球墨铸铁上均得到了成形较好无裂纹的合金化点。
激光点状合金化获得的合金化区内是共晶介稳组织或者接近共晶的亚共晶介稳组织,热影响区内组织发生了转变,依奥氏体化温度和冷却速度不同依次形成过热区、完全淬火区和非完全淬火区,非完全淬火区内珠光体显著细化。
合金化层硬度最高可达HV0.2900左右,热影响区硬度也比基体硬度得到较大提高。
热疲劳试验结果表明,调质态球墨铸铁抗热疲劳性能最好,热疲劳试验后表面基本没有发现热疲劳裂纹,经过激光点状合金化处理后,热疲劳裂纹主要产生在合金化区域内,但裂纹被热影响区阻滞不能扩展到基体。
AZ91D镁合金表面激光Al合金化改性研究镁合金具有低的密度和高的阻尼减震性能以及良好的可成型性和切削加工性能,因此近年来其在工业应用中受到越来越多的重视,但是镁合金的室温强度低、耐磨性差和耐蚀性差大大限制了作为工程结构材料的应用范围。
因此,采用表面改性技术以增强镁合金表面化学和力学性能具有重要的现实意义。
为此本文以AZ91D镁合金为研究对象,采用激光表面合金化技术提高镁合金表面性能。
利用现代微观分析技术和性能检测手段,对改性层微观组织结构、性能特征随激光工艺参数的变化规律进行了系统分析。
在试验中找到显著提高镁合金耐蚀性、耐磨性最佳的激光合金化工艺参数。
激光表面合金化技术在材料加工领域的应用研究
激光表面合金化技术在材料加工领域的应用研究随着科学技术的不断进步，人类在材料加工领域也有了更多的选择。
激光表面合金化技术的应用就是其中一种比较先进的加工方法。
一、激光表面合金化技术的概述激光表面合金化技术是一种现代化的表面处理技术。
它利用激光束的高能量浓缩在材料表面，使表面局部加热至液态或近液态，同时加入合金元素，使元素与基体发生反应，形成新的合金层。
这种反应速度快、处理效果好、表面硬度高、耐腐蚀能力强，使用寿命长等特点，特别适用于提高材料表面的硬度、耐腐蚀能力、摩擦性能等。
二、激光表面合金化技术的应用范围激光表面合金化技术可以应用于多种材料的表面处理，例如钢、铸铁、铝合金、钛合金、镍基合金等。
在机械制造、汽车工业、航空航天制造、医疗器械、电子元器件等行业中有着广泛的应用。
三、激光表面合金化技术在材料加工中的优势1.提高材料表面性能激光表面合金化技术可以使材料表面形成高硬度、高强度、高韧性的合金层，提高材料的机械性能和耐腐蚀性。
2.提高材料加工效率激光表面合金化处理一般比传统的化学沉积、物理气相沉积等表面处理方式更快捷、高效，能极大地提高材料的加工效率。
3.精度更高激光表面合金化技术可以选择性加工材料的局部区域，减少不必要的加工量，提高加工精度和性能，打破传统工艺对材料的百分之百转化率的限制。
四、激光表面合金化技术的局限性1.高成本激光表面合金化需要使用高能量激光器，也需要引入合金元素，使处理成本比传统的表面处理技术更高。
2.深度受限激光表面合金化技术的加工深度受限，一般只有数百微米至数毫米的范围，这在处理较厚的材料时会限制其应用范围。
三、结论激光表面合金化技术可以有效提高材料表面的性能和机械强度，同时可以提高加工效率和精度。
虽然它的成本比传统的表面处理技术更高，但它在一些特定的领域中仍然有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展，相信激光表面合金化技术也会在未来得到进一步的优化和发展。
激光合金化技术
激光合金化技术
1.激光合金化技术是一种先进的表面处理技术，它能够通过激光束直接熔化表面材料并混合添加物来改善其机械和化学性质。
2.激光合金化技术可以应用于各种材料，包括金属、陶瓷、塑料和复合材料等，并能够实现从微米到毫米尺度的高精度控制。
3.激光合金化技术具有高效性、高精度和高灵活性等优点，且对被处理物料本身的影响较小。
4.激光合金化技术可以实现在表面形成复合材料、金属间化合物、均质合金和非晶态材料等多种新材料，并能够为材料的精细调控提供新的方法。
5.激光合金化技术在汽车、航空、航天、电子和能源等领域有广泛的应用，可以改善材料的表面硬度、磨损和腐蚀性能。
6.激光合金化技术的核心是激光合金化设备，其品质和性能直接影响到合金化效果和经济效益。
7.激光合金化技术的优化和改进需要不断探索新的合金化方法和添加物，并依据不同材料的物理、化学和机械性质进行选择和调制。
8.激光合金化技术的应用还需要关注长期的使用效果和环保问题，充分涉及到合金化成本和可持续性发展问题。
9.激光合金化技术的发展局限在于目前的生产成本和技术水平，但是随着技术的发展和工艺的改进，其应用将逐渐扩展和成熟。
10.激光合金化技术是一种高科技的表面处理技术，其应用前景广阔，但是需要不断探索和优化。
0802裴宏源 飞秒激光器的应用
飞秒激光器的应用飞秒激光器是仅以千兆分之一秒左右的超短时间放光的“超短脉冲光”发生装置。
飞是国际单位制词头飞托(femto)的缩写，1飞秒=1×10-15秒。
所谓脉冲光是仅在一瞬间放光。
照相机的闪光的发光时间是1微秒左右(即百万分之一。
秒)，所以飞秒的超短脉冲光只有其10亿分之一左右的时间放光。
众所周知，光速是以30万千米每秒(1秒间绕地球7周半)无与伦比快的速度飞驰而过，但是在1飞秒期间连光也只不过前进了0.3微米。
通常，我们用闪光摄影能够剪下活动物体的瞬间状态。
同样如果用飞秒激光器闪光，则连以剧烈速度进行化学反应的过程，都有可能看到其反应的每个片断。
为此，可以使用飞秒激光器来研究化学反应之谜。
一般的化学反应是在经过能量高的中间状态，即所谓的“活性化状态”后进行。
活性化状态的存在早在1889年已由化学家阿雷尼厄斯从理论上预言，但是因为是在极短瞬间存在，所以无法直接地观察。
但是1980年代末通过飞秒激光器直接证明了它的存在，这是用飞秒激光器查明化学反应的一个例子。
如环戊酮分子经活性化状态分解为一氧化碳与2个乙烯分子。
现在飞秒激光器还应用于物理、化学、生命科学、医学、工程等广泛领域，特别是光与电子携手，期待在通信或计算机、能源领域开辟各种新的可能性。
这是因为光的强度几乎可以毫不损耗地从一地到另一地传输大量信息，使光通信进一步高速化。
在核物理学的领域，飞秒激光器带来了巨大冲击。
因为脉冲光具有非常强的电场，在1飞秒内有可能将电子加速到接近光速，所以，能够用于加速电子的“加速器”。
如上所述，在飞秒内的世界连光都被冻结得无法前进很远，但是即使这个时间尺度，在物质中的原子、分子以及计算机芯片内部的电子在电路内依旧运动。
如果使用飞秒脉冲就能让其瞬间止住，研究发生了什么。
除了闪光让时间止住外，飞秒激光器还能够在金属上钻出直径最小达200纳米(万分之二毫米)的微孔。
这意味短时间内被压缩锁定在里面的超短脉冲光获得超高输出的惊人效果，而且对周围不产生额外损伤。
激光合金化和激光熔覆的异同
激光合金化和激光熔覆的异同好吧，今天咱们聊一聊“激光合金化”和“激光熔覆”这俩词，听上去都很高大上对吧？其实呢，它们在一些方面很像，简单来说就是都用激光这种高科技的东西，来处理金属表面。
不过呢，说到根本的区别，那可就不是那么一回事了。
今天我们就来仔细扒一扒这两者到底有啥不同，顺便也给大家普及普及激光这玩意儿到底有多牛逼。
嘿嘿，你也别被这些名词吓着，咱们慢慢聊。
激光合金化其实就像是给金属“镀”上一层合金，这层合金可以是不同的材料，比如说铬、钼、锰这些，用来增强金属表面的硬度、耐磨性或者抗腐蚀性。
简单点儿说，就像是你穿上了防护服，外面是硬硬的，里面却还是那种比较耐用的基础。
激光合金化的过程很简单，就是激光加热金属表面，表面温度升高后，金属表面的元素跟外加的合金元素开始发生反应，融合成一个新的表面层。
你可以想象成一个超级高温的“烤箱”，把金属表面烤得刚刚好，再撒上一点合金粉末，就变成了更硬、更耐磨的金属层。
而激光熔覆呢，说白了，它是一种给金属表面“增材”的方法，也就是把金属加热到熔化状态，加入填充材料，然后再重新固化，形成一个新的表面层。
你要是用一个小白话来说，激光熔覆就像是给金属加上一层“涂层”，可是这个涂层是完全“溶”进去的，和金属本体是融为一体的，不是外面套个壳。
简单说，激光熔覆可以用来修复已经磨损的金属零件，或者是增强金属的某些性能。
你可能会问，这两者有啥实际的区别呢？嘿，其实区别就在于它们的处理方式和目的不同。
激光合金化主要是改进金属表面的性能，像是提高硬度、耐磨性、抗腐蚀性这些。
你想，工厂里那些设备，常常会遭遇磨损，表面一旦有了这个“合金化”层，就能抵挡更多的侵蚀，延长使用寿命。
而激光熔覆则更多的是用来修复或者增强金属的某些特性。
比如，你的设备部件已经磨损了，激光熔覆就能让它恢复原来的模样，甚至还可以比原来更强。
可以说，激光熔覆就是金属的“重生术”，让破损的部件重新焕发活力，强壮如初。
再说到操作，激光合金化需要的材料比较简单，很多时候只是一个粉末，激光一照，表面就变硬变耐磨了。
金属冶炼中的合金化技术
扩大应用领域
合金化技术使金属材料能够适应更广泛的应用场景 ，如航空航天、汽车、能源等领域，提高了金属材 料的应用价值。
促进技术创新
合金化技术的发展推动了相关领域的技术进 步和创新，如冶金、铸造、加工等，为工业 生产带来了更多的可能性。
要点一
高温合金
用于制造燃气轮机叶片、核反应堆结构件等关键部件，具 有优异的高温强度和抗疲劳性能。
要点二
不锈钢的合金化
通过添加合金元素，提高不锈钢的耐腐蚀性和强度，用于 制造电力设备的结构件和管道。
CHAPTER 05
合金化技术的发展趋势和挑战
高性能合金的研发
01
02
03
高强度、高韧性
通过合金化技术，研发出 具有高强度、高韧性的合 金材料，以满足各种工程 应用的需求。
浇注
将熔炼好的合金液体浇注入模具中，冷却凝固后形成合金铸件。
热处理和加工
热处理
通过加热、保温和冷却等工艺条件，调整合 金的组织结构，提高其力学性能和耐腐蚀性 能。
加工
对铸件进行机械加工，如切削、钻孔、铣削 等，以满足不同零件的形状和尺寸要求。
CHAPTER 04
合金化技术的应用场景
航空航天领域
CHAPTER 03
合金化技术的工艺流程
配料和混合
配料
根据合金的性能要求，选择合适的金属 元素作为原料，并按照一定比例进行配 料。
VS
混合
将配料好的金属元素进行充分混合，确保 各组分在合金中分布均匀，以提高合金的 均匀性和稳定性。
熔炼和浇注
熔炼
将混合好的原料加热至熔化状态，形成均匀的合金液体。
激光合金化技术的应用1
激光合金化技术的应用1．概述激光表面会自化，是激光束与材料表面互相作用，使材料表面发生物理冶金和化学变化，达到表面强化的方法。
该技术的特点是：一能在材料表面进行各种合金元素的合金化，改善材料表面的性能；二能在零件需要强化部部位进行局部处理。
所以对节能、节材，提高产品零件的使用寿命具有重大的意义。
近一二十年来，许多国家和地区投入了大量的人力与物力进行了此项目的研究。
在基材方面，除研究了多种黑色金属外，还研究了Al合金、Ti合金、Cu合金、Ni基合金等。
添加的合金元素有Ni、Cr、W、Ti、Co、Mn、Mo、B等。
研究重点有如下四个方面。
1）工艺研究。
包括工艺方法、合金元素和工艺参数（激光光斑形状与尺寸、功率、扫描速度）的选配等研究工作。
2）理论分析。
激光表面合金化的传热、传热数学模型计算。
3）合会层的组织与性能研究。
重点侧重于耐磨性循研究。
有的也进行了耐腐蚀及抗氧化的研究。
4）应用研究。
如在排气阀门、阀座、高速钢刀具及汽车活塞等零件上的应用。
2．激光表面合金化的强化机制1.合金层硬度以WC/Co为添加粉末合金化后，主要获得M6C型碳化物，硬度约为1300HV，由于碳化物量很流，呈细网格分布，基体又为马氏体组织，所以表面硬度达1000HV以上。
Cr3C2合金化以后，组织特征为基体上分布分布着网状碳化物，析出的碳化物为M7C3型，这种碳化物硬度高达2100HV，由于合金碳化物在基体中分布较稀。
故表层硬度也只有1000HV左右。
在WC/Co中加入Ni粉以后，合金层中碳化物类型并不发生变化，但基体中出现奥氏体。
Ni 的加入量越多，奥氏体量越高。
硬度也随着下降。
激光表面合金化，可以根据合金化成分构控制，得到高硬度的合金层。
2. 激光表商合金化的磨损性能静载滑动磨损时，在单束斑扫描条件下，以WC/Co合金化时的耐磨性比45钢（淬火态），提高17倍以上，比Cr3C2/Ni-Cr提高12倍。
宽带扫描时，用WC/Co合金化后，耐磨性提高28倍。
激光加工技术的应用与发展
激光加工技术的应用与发展激光加工由于其高精度、高效率、高质量等优点，成为制造业中越来越受欢迎的领域。
随着激光加工技术的不断发展，各种新的应用也不断涌现出来。
那么激光加工技术的应用和发展是如何的呢？一、激光切割激光切割是最为常见的激光加工应用之一。
不仅仅能够切割金属材料，还能切割非金属材料，如纸张、皮革、布料等。
特别是在汽车、军事、建筑、航空、制造业等领域得到广泛应用。
通过激光束的高强度、高温效果，可以快速、精确的完成切割过程。
二、激光打标激光打标是将激光束聚焦在物体表面，通过激光加工技术在表面上制造出标记、文字、图案等的过程。
可应用于手表、机械、汽车、电器、IT、模具、医疗器械等行业中。
激光打标具有刻度小、精度高、速度快、图案多样等优点。
并且不会对物体表面造成破坏和变形。
三、激光焊接激光焊接应用于金属材料。
其优点是高效、高精度、不产生变形、污染等；不仅适用于精密零件的制造，同时还可以用于各种工业化生产线的自动化操作。
激光焊接也是未来领域的重点研究方向之一。
四、激光钻孔激光钻孔是用激光束集中的能量直接对物体进行穿孔加工。
这项技术适用于各种材料，如金属、陶瓷、橡胶、塑料等，并且能够完成特殊形状和特殊尺寸的钻孔加工。
因此在航空、军事、医疗器械、电子、汽车等领域都有广泛的应用。
五、激光3D打印激光3D打印是在某种特定的材料上进行激光加工，一点点完成三维的创作和加工，以打印成品。
这项技术在汽车、航空、医疗和智能科技产品等领域中，有着广泛的应用。
3D打印技术的便捷性、经济性、高效性等优点促使其发展，激光3D打印就是其中的一个。
总之，随着技术的进步和应用领域的不断拓展，激光加工技术将会有更加广阔的前景和应用空间。
同时，发展激光加工技术也需要产业链的不断完善，不断地应用和改进，推进激光加工的国际化发展。
光纤激光开题答辩
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高功率光纤激光器的运用非常广泛，金属和非金属材 料的加工与处理；激光雕刻；激光产品打标；激光焊 接，焊缝清理；精密打孔；激光检测和测量；激光图 形艺术成像无论是工业， 医学还是军事上得运用都非常的广泛，是当今 全世界关注的热门课题，对国家、世界和整个 人类的发展，具有重大现实应用意义、市场价 值和广阔发展前景
高功率光纤激光器及其关键技术研究
光信0802 裴宏源
1．课题研究的目的和意义
• 高功率光纤激光器是光纤材料中掺杂了稀土元素，连 续激光功率达到百瓦、千瓦甚至万瓦级的光纤激光器， 高功率光纤激光器已成为光通信领域的另一个研究热 点，能够提供高增益 ,输出符合光通信低损耗窗口的 激光 ,并且可以用半导体激光器作为泵浦源 ,既经济 又实惠。
3）光纤激光器的相干合成技术
• 1.光谱合成，一般是通过光栅和双 色镜等器件实现多个不同波长的激 光器/放大器的光束合成。 • 2.偏振合成，一般是利用特殊的光 分器将线偏振种子光源分成不同、 偏振方向的几束光，对各束光分别 进行放大后再进行偏振合束，得到 高功率高偏振度的激光输出。 • 3.相干合成，作为激光技术领域的 研究热点，在提高激光功率、保证 良好光束质量的同时还能将激光峰 值功率提高N倍（N为合成广的路 数）。
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谢谢！
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高功率光纤激光器的典型应用 高功率光纤激光器的运用很广泛主要有军事运 用和工业运用。 军事运用： 光纤激光器正成为一种将来安装在运输飞机、 地面车辆，甚至可能是便携式系统的有前途 的武器级固体激光器系统的备选方案。陆军 可将高功率激光器安装在未来战斗系统(FCS) 的地面车辆上，然后利用这种激光武器对付 空对地导弹、火箭弹、迫击炮等。空军则可 进行地对空导弹打击、导弹防御、反卫星等。 海军利用激光武器系统主要对付反舰导弹、 有人机、无人机、小型舰艇等目标。海军陆 战队则可在保证附加破坏效应最小的条件下 实现精确打击。在防空、光电对抗等活动中， 光纤激光器更有短期实现的可能。因为这些 作战模式只是对目标进行软杀伤，比起导弹 防御等对目标进行硬破坏时所要求的激光器 性能稍低。
0801-周紫雁-激光四个技术的应用
激光淬火技术的应用对模具表面进行处理的主要目的在于提高表面的硬度、耐磨性和耐蚀性，激光表面强化技术的应用，在很大程度上提高了模具的表面性能。
对于提高大型模具使用寿命和减少精密模具的热处理变形，激光表面强化技术有着极大的技术优势,主要包括激光表面淬火和激光表面熔覆。
激光表面淬火是一种利用高能量激光束扫描工件使被扫描的区域表面硬化的技术。
其基本原理为用一定能量密度(103～105W/cm2)的激光照射工件，使被照射的表层区域被急速加热至相变点以上，熔点以下的温度，此时工件基体仍处于冷态，加热区与基体之间存在很大的温度梯度，当激光束停止照射时，由于热传导的作用，加热区会急速冷却(106～108℃/s)而发生马氏体转变，使工件表层实现相变硬化。
1.激光淬火的特点(1)激光淬火是快速加热、自激冷却，不需要炉膛保温和冷却液淬火，是一种无污染绿色环保热处理工艺，可以很容易实行对大型模具表面进行均匀淬火。
(2)由于激光加热速度快，热影响区小，又是表面扫描加热淬火，即瞬间局部加热淬火，所以被处理的模具变形很小。
(3)由于激光束发散角很小，具有很好的指向性，能够通过导光系统对模具表面进行精确的局部淬火。
(4)激光表面淬火的硬化层深度一般为0.3～0.7mm，使其应用受到一定的限制。
2.工艺参数的选择影响激光淬火质量的工艺参数是多方面的，主要有激光功率、扫描速度、光斑尺寸、光束能量分布状态、吸光涂层种类与厚度等。
衡量激光淬火质量的主要指标包括硬化层深度、宽度、硬度及硬化层表面粗糙度。
其之间主要关系有以下几点：(1)激光在单位时间上作用于模具的功率密度(即比功率E)，将决定激光淬火的效果。
激光淬火所需的比功率E为102～104W/cm2·s。
比功率E由激光功率P、扫描速度V、光斑尺寸D决定，即E=P·V-1·D-1。
(2)在102～104W/cm2·s的范围内，功率密度的增加、扫描速度减小、将使模具的硬化层深度、硬度及硬化层表面粗糙度增加。
铝合金表面激光合金化工艺研究
铝合金表面激光合金化工艺研究
铝合金表面激光合金化是一种利用激光束对铝合金表面进行加热和熔化，然后将合金粉末喷射到表面形成一层合金涂层的表面处理技术。
该技术可以提高铝合金表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能，从而提高铝合金的使用寿命和性能。
该技术的主要工艺参数包括激光功率、扫描速度、合金粉末喷射速度和喷射距离等。
其中，激光功率和扫描速度是影响合金化层质量和厚度的关键参数，合金粉末喷射速度和喷射距离则影响合金化层的均匀性和致密性。
在铝合金表面激光合金化过程中，合金粉末的选择也非常重要。
常用的合金粉末包括铝基、镍基、钛基和铜基等合金粉末。
不同的合金粉末可以提供不同的性能，如铝基合金粉末可以提高铝合金表面的硬度和耐磨性，镍基合金粉末可以提高铝合金表面的耐腐蚀性和耐高温性能。
总之，铝合金表面激光合金化技术是一种有效的表面处理技术，可以提高铝合金的性能和使用寿命。
在实际应用中，需要根据具体的应用要求和材料特性选择合适的工艺参数和合金粉末，以获得最佳的合金化效果。
激光表面合金化技术及其应用
激光表面合金化技术及其应用原中国航空精密机械研究所（北京１０００７６）荣烈润一．激光表面合金化的机理和优点制，在基体金属表面可形成深度为０．０１～２ｍｍ的合金层。
由于冷却速度高，故偏析极小，并且细化晶１．激光表面合金化的机理粒效果显著。
激光表面合金化（以下简称激光合金化）是金激光合金化与普通电弧表面硬化和等离子喷涂属材料表面局部改性处理的一种新方法。
它是指在相比，具有下列优越性：①高度聚集的激光照射能高能量激光束的照射下，使基体材料表面的一薄层量，可以通过空气进行远距离传播。
②是一种能有与根据需要加入的合金元素同时快速熔化、混合，效利用能量的快速表面处理方法。
③可准确地控制形成厚度为１０～１０００肚ｍ的表面熔化层ｌ熔化层在激光功率密度与加热速度，从而变形小，可省去校凝固时获得的冷却速度可达１０５～１０８℃，ｓ，相当于直和打磨加工等后续工序。
④能使难以接近的或局急冷淬火技术所能达到的冷却速度，又由于熔化层部的区域合金化，而且利用激光的深聚焦，在不规液体内存在着扩散作用及表面张力效应等物理现则的零件上可获得均匀的合金化深度。
象，使材料表面在很短时间内（５０～２０００ｐ．ｓ）形成基于上述特点，激光合金化在金属加工业中逐具有要求深度及化学成分的表面合金化层，同时快渐获得应用。
它可使廉价的普通材料表面获得有益速熔化非平衡过程可使合金元素在凝固后的组织达的耐磨、耐腐蚀、耐热等性能，从而可以取代昂贵到很高的过饱和度，从而形成普通合金化方法不容的整体合金，并可改善不锈钢，铝合金和钛合金的易得到的化合物、介稳相及新相，还能在合金化元耐磨性能，也可制备传统冶金工艺无法得到的某些素消耗量很低的情况下获得具有特殊性能的表面合特殊材料，如超导合金、表面金属玻璃等。
适合于金。
由于这种合金化层具有高于基材的某些性能，激光合金化的基材包括：普通碳钢，合金钢、不所以就达到了表面改性处理的目的。
锈钢、铸铁、钛合金及铝合金。
合金化元素包括：２．激光合金化的优点Ｃｒ、Ｎｉ，Ｗ、Ｔｉ、Ｍｎ，Ｂ、Ｖ、Ｃｏ和Ｍｏ等。
0802裴宏源 激光冲击强化的作用
激光冲击强化的作用激光冲击强化技术作为一种高新材料表面处理办法，可以有效提升金属材料的抗疲劳性能，在航空飞机/发动机制造业具有重要意义，且关系到国防航空装备，因此掌握该技术的欧美国家对我国实施技术封锁。
天瑞达公司立足国内研发力量，致力于激光冲击强化成套设备的系统集成与工业应用自动化控制开发。
依托空军工程大学的激光冲击强化理论与工艺研究，不断持续改进成套设备的可靠性与可控性。
激光冲击强化项目要真正从实验室走向工业化生产，必须满足的条件就是提高系统的自动化程度和可靠性，对强化过程的实时监控，这样才能保证激光冲击强化部件的质量。
目前在激光冲击强化技术在我国工业应用推广，成套设备是关键问题，首先我们需要知道激光冲击强化成套设备需要什么样的高功率激光器。
激光冲击强化技术最初开发于20世纪70年代初的美国贝尔实验室，我国著名物理学家钱临照教授早在60年代也提出过这方面的思想。
1972年，美国巴特尔学院（Battelle Memorial Institute）的Fairand B.P.等人首次用高功率脉冲激光诱导的冲击波来改变7075铝合金的显微结构组织以提高其机械性能，从此揭开了用激光冲击强化应用研究的序幕。
1978年秋，该实验室的Ford S.C等人与美国空军实验室联合，进行激光冲击改善紧固件疲劳寿命的研究，结果表明激光冲击强化可大幅度提高紧固件的疲劳寿命。
当时由于缺少可靠的、高脉冲频率的大功率激光器而未能实用化。
上世纪80年代后期，欧洲、日本、以色列等国家和地区纷纷开展了激光冲击强化技术研究。
但从公开报道的资料看，到目前为止，国际上还只有美国将激光冲击强化实际应用。
上世纪90年代在美国高频疲劳研究国家计划等支持下，美国利佛莫尔国家实验室和GE、MIC公司等联合深入开展了激光冲击强化技术的理论、工艺和设备的研究，使激光冲击强化技术获得了很大发展，逐步走向了实用，用于F110、F101、F414等发动机的生产和修理。
激光加工金属材料的研究及应用
激光加工金属材料的研究及应用激光加工是一种高精度、高效的加工技术，已经成为现代制造业中不可或缺的一部分。
而激光加工金属材料具有的高精度、高效率、低误差和无接触性等优点，使其在现代工业生产和科学研究中得到广泛应用。
一、激光加工金属材料的研究随着激光技术的发展，激光加工金属材料的研究也越来越深入。
激光加工金属材料的基本原理是利用激光束高能量浓缩作用于金属表面形成局部熔化并迅速扩散，使其材料搬运并替代，在此过程中，通过频繁重复的激光束照射，逐渐形成所需要的形状和尺寸。
其中，激光熔凝成形（LMD）是重要的激光加工技术之一，其通过将金属粉末或线材送入激光束的熔化区，形成液态熔池，并利用高温区的熔池来加工金属材料。
激光切割、激光打孔、激光屈曲成形等也是激光加工金属材料的重要研究方向。
研究表明，激光加工金属材料具有高温作用、精密加工、低变形、柔性加工、高质量加工等特点。
此外，激光与金属的相互作用过程中产生的诸多因素也对激光加工金属材料产生了影响，如激光功率、扫描速度、扫描方式、熔池的温度分布、金属材料的特性等。
二、应用领域激光加工金属材料的广泛应用不仅改变了传统的金属加工方式和产品质量，同时也为各个工业和科学领域提供了新的思路和命题。
下面我们主要从汽车零部件、航空航天领域和医学器械方面来探讨激光加工金属材料的应用。
在汽车零部件制造中，激光加工金属材料被广泛应用于发动机制造、车身制造和安全设备制造等多个方面。
例如在发动机制造中，激光加工金属材料可对气门部件、涡轮喷油器喷嘴等进行加工；在车身制造中，激光加工金属材料常被用于车身冲压、零组件切割等；在安全设备制造中，激光加工金属材料可对安全气囊等进行微细加工，使得零部件质量提高。
在航空航天领域中，激光加工金属材料用于制造喷气式发动机和飞行器零部件等。
其中，激光熔凝成形技术已经广泛应用于航空航天领域中的元器件、部件及结构薄壳等微弱零部件的制造过程中。
在医学器械制造中，激光加工金属材料被用于高精度制造人工关节等，并且发展出了一种基于激光熔凝屈曲成形的医学成形材料，可做成各种异形结构的人工内脏模型。
合金化技术
合金化技术
合金化技术是一种将两种或更多的金属或非金属材料进行掺混制
作出新材料的方法。
它被广泛应用于各种领域，包括航空、汽车、电
子和制药等。
合金的制造可以通过多种方法实现，包括电化学、力学合金化、
粉末冶金、熔融合金化等。
其中，最常见的合金化技术是熔融合金化，这是将两种或更多金属通过高温熔化混合，然后冷却成固态材料的过程。
合金化可以提高材料的性能，例如强度、硬度、耐腐蚀性、韧性
和耐磨性等。
这些性能的提升使得合金材料得以在各种恶劣环境下应用，同时也增加了它们的使用寿命和可靠性。
在航空和航天领域，合金化技术对于制造轻量、高强度的机身和
引擎部件尤为重要。
在电子领域，镍铁合金可以用于制造高速磁盘驱
动器和磁记忆体。
在汽车行业，铝合金已成为制造轻量车身和发动机
部件的首选材料。
但是，并不是所有的合金化技术都能够实现理想的性能提升。
合
金化对于材料的不同属性有着不同程度的影响。
例如，添加一些杂质
或微量元素可以提高材料的硬度，但同时也可能削弱其韧性。
因此，在选择合金化技术并设计合金材料时，需要针对材料的具体要求综合考虑多种因素。
同时，对于不同合金的结构和性能也需要进行深入的分析和研究。
综上所述，虽然合金化技术的应用范围广泛，但是在实践中需要注重材料的特性，并且需要以系统化的方法进行设计和开发。
未来，合金化技术在新材料的研发和创新中将会继续发挥积极作用。
激光表面合金化的研究进展及其应用
激光表面合金化的研究进展及应用（袁中涛20100110）摘要：激光表面合金化是一种材料表面改性处理的新方法，具有广阔的应用前景。
本文综述了激光表面合金化的研究现状，其中包括激光表面合金化工艺制定的基本原理及工艺分类，合金化涂层的组织特性与性能。
介绍了研究的材料类型及方法，国内外研究重点以及最新研究成果和理论分析，并且简要讲述了激光表面合金化在实际工程中的具体应用及研究展望。
同时本文指出了激光合金化当前研究存在的有待解决的问题和今后需要改进的方向。
关键词：激光表面合金化合金化涂层基体材料冶金结合正文：激光表面合金化是一种既改变表层的物理状态，有改变其化学成分的激光表面处理新技术。
它是利用高能激光束将基体金属表面熔化，同时加入合金化元素，在以基体为溶剂，合金化元素为溶质基础上形成一层浓度相当高、且相当均匀的合金层，从而使基体金属表面具有所要求的耐磨损、耐腐蚀、耐高温抗氧化等特殊性能。
激光表面合金化能够在一些价格便宜、表面性能不够优越的基体材料表面上制出耐磨损、耐腐蚀、耐高温抗氧化的表面合金层，用于取代昂贵的整体合金，节约贵重金属材料和战略材料，使廉价基体材料得到广泛应用，从而使生产成本大幅下降。
与常规热处理相比，激光表面合金化能够使难以接近的和局部的区域合金化，在快速处理的过程中能够有效的利用能源，利用激光的深聚焦在不规则的零件上可得到均匀的合金化深度。
而且具有工件变形小、冷却速度快、工作效率高、合金元素消耗少、不需要淬火介质、清洁无污染、易于实现自动化等优点，具有很好的发展前景。
目前。
激光表面合金化研究领域不仅限于低碳钢、不锈钢、铸铁，而且还涉及到钛合金、铝合金等有色金属[1,2]。
1.激光表面合金化的基本原理和工艺分类1.1激光表面合金化的基本原理激光是一种强度高、方向性好、单色性好的相干光。
由于激光的发散角小和单色性好，理论上可以聚焦到尺寸与光的波长相近的(微米级别)小斑点上，加上它本身强度高.故可以使焦点处的功率密度达到105～1013 W/cm2.温度可达1万°C以上。
浅析激光表面合金化技术的应用及发展方向
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ａ ｄ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉｎ ｏ ｓ ｒｓ ｒ ｃ ｌ ｙｎ ｐｉ ｔ ｎ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｒ ｔ ｆｌ ｅ ｕ ｆ ｅ ａｌ ｉｇ ｃ ｏ ｄ ｅ ｏ ａ ａ ｏ
激 光表 面合金 化是 ２ ０世纪 ８ ０年代 发展 起来 的一
种通 过 改变材 料表 面成分 来实 现材 料表 面改性 的新 技 术 ， 有 十分广‘ 的应 用 前 景 。它 是将 合 金 元 素 或 化 具 泛
任 意成分 的合金 和相 应 的微 观组 织 ， 而获 得 良好 的 从 物理 、 化学 及综 合力 学性 能 ， 金层组 织 均匀 、 合 致密 ， 与 基体 间结 合 强 度 高 。激 光 表 面合 金 化 具 有 冷 却 速 度 快、 工作效 率高 、 清洁 无污 染 以及易 于实 现 自动化 等优 点， 与感应 加热 淬火 、 电弧 表面 硬化 和等 离子 喷涂 等表
（ ） 金化 过程 中合 金 元 素 的使 用 量 少 ， 用 率 ３合 利
高 ， 廉价 合金 获得 了更广 泛 的应用 ， 且合金 层 成分 使 而 均匀 ， 组织 结构 细密 ， 与基 体 问的结合 强 度很 高 。
Ａｂｓｒ ｃ ｔ ａ ｔ：Ｔｈ ｒｎ ｉ ｌ ｅ ｐ ｃｐ ｅ，ｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ａｉｎ ｏ ａ ｅ ｕ ａ ｅ ａｌｙ ｎ ｒ ｎｒ ｄ ｅ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｔｃ ｎ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｌｓ ｒｓ ｒ ｃ ｌｏ ｉ ｇ ａ ｅ ｉ ｔｏ ｕｃ ｄ． Ｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｒ — ｉ ｆ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｇｅ ｓ ａ ｏ ｎ ｂ ｏ ｄ ｏ ａ ｅ ｕｒａ ｅ ａｌ ｙｎ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｓ ｒ ｖｅ ｄ． Ｔｈ ｒ ｂ ｅ ｘ ｓｉ ｇ ｉ ｈ ｓ ｒ ｓ ｔｈ ｍｅ ａ ｄ ａ ｒ ａ ｆｌｓ ｒｓ ｆｃ ｌ ｉ ｇ ｔ ｃ ｏｏ ｙ ｉ ｅ ｉｗｅ ｏ ｅ ｐ ｏ ｌ ｍｓ ｅ ｉｔｎ ｎ ｔ ｉ ｔｃ ｏｏ ｙ ａ ｅ ｐ ｏ ｓ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｅ ｔｄ ｒ ｃｉｎ ｏ ｈ ｓ ｔｃ ｎ ｌｇ ｓｐ ｅ ｉ ｔｄ． ｅ ｈｎ ｌｇ ｒ ｒ ｐｏ ｅ ｎ ｈ ｅ ｅ ｏ ｍ ｎ ｉｅ ｔｏ ｆｔ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ｒ ｄ ｃ ｅ Ｋｅ ｗｏ ｄ ｙ ｒ ｓ：Ｌａ ｅ ｕ ｆ ｃ ｌｙ ｎ ｓ ｒ Ｓ ｒａ ｅ Ａｌｏ ｉ ｇ；Ｓ ｒａ ｅ Ｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｕ ｆｃ ｄｆ ａｉｎ； Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔＦ ｒ ｃ ｓ ｉ ｖ ｌｐ ｎ ｏ ｅ ａ ｔ
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激光合金化技术的应用
激光熔覆与合金化技术是利用自动送粉器将合金粉末同步送到激光熔池中，使合金粉末与金属基体同时熔化，形成金属覆盖层的工艺过程。
与传统的热喷焊或者堆焊工艺相比，激光熔覆层变形小，应力低，对基体的稀释率低，组织致密，微观缺陷少，结合强度高，熔覆层的尺寸大小和位置可以精确控制，特别是熔覆层的成分可以根据工况的需求方便调节，因此非常适合于一些工件的表面强化与修复。
常用激光熔覆材料主要包括镍基、铁基、钴基、铜基自熔合金、以及上述合金与碳化物（WC、TiC、SiC等）颗粒组成的金属陶瓷复合粉末以及Al2O3、ZrO2等陶瓷材料等。
适用的工件基材包括钢铁、铝合金、铜合金、镍合金和钛合金等。
本研究室自1984年起进行激光熔覆技术的研究与开发，在熔覆合金粉末设计、激光熔覆工艺和关键辅助设备等方面进行了大量的研究工作，在激光熔覆工艺与材料方面积累了丰富的经验。
例如，针对大型机械零部件激光熔覆与合金化时涂层容易开裂的问题，从熔覆合金成分的设计及辅助工艺条件的改善出发，开发出了激光熔覆系列专用合金粉末。
根据工件工况的不同要求，可以方便迅速地选择相应的工艺、涂料或者合金粉末进行处理，表面平整度高。
对于大型电机转轴、大型长轴、大型曲轴，大型轧辊的激光熔覆修复，可以实现在不预热的条件下避免裂纹的产生，零件激光熔覆后变形基本可以忽略，该技术已在大型船舶、机车和钢铁企业得到应用。
在激光熔覆的关键辅助器件如自动送粉器、反射聚焦系统等方面，我们同样积累了丰富的经验。
开发出的自动送粉器和喷嘴系统，既可以进行同轴送粉，也可以进行旁轴送粉，激光熔覆时的合金粉末利用率可以高达93%以上。
激光熔覆用于各种类型的轴类零件如电机主轴、曲轴、各种工模具等重要零件的表面强化，而且可以用于上述零件的表面修复，工业应用前景良好。
激光熔覆与合金化技术用于强化和修复工件的应用实例
激光熔覆与合金化技术可对各种大型轴类零件如电机与发电机组转子、各种模具、轧辊、大型曲轴与连杆等零件进行表面强化与修复。
还可以对铝合金、铜合金工件激光熔覆。
激光熔覆应用范例：激光熔覆修复长5000mm，直径Φ500mm的大型不锈钢轧辊轴颈，修复后轧辊长轴直线度公差只有0.03mm，激光熔覆修复几乎不引起工件变形。