激光熔覆技术可降低刀具制造成本

激光熔覆技术可降低刀具制造成本激光熔覆过程是一个复杂的物理、化学冶金过程，过程中的参数对熔覆件的质量影响很大。这些参数主要有激光功率、光斑大小、离焦量、送粉速度、扫描速度、熔池温度等,这些参数对熔覆层的表面粗糙度、稀释率、裂纹以及致密性都影响很大。同时，各种参数之间相互影响，此过程非常复杂。要想各种方式将这参数对激光熔覆质量的影响控制在一个合理的范围之内。江苏中科四象激光科技有限公司激光加工中心采用本公司自产3000w高功率全固态激光器，选取800um芯径光纤传输，配合光束积分镜得到均匀的矩形光斑，熔覆时采用氩气保护熔池。

3kW全固态激光器机器人熔覆加工系统

图1、3kW全固态激光器机器人加工系统装备

图2为刀片及激光熔覆铁基合金的截面形貌图，形貌图中上半部分为熔层，厚度约为1.4mm, 下半部分为基体45钢，从图中可以看出基体与熔覆层之间形成的清晰地熔合线。

图2、刀片及激光熔覆铁基合金的截面形貌图

图3为激光熔覆层的显微硬度曲线，从图中可以看出基体-过度区-熔覆区的显微硬度呈梯度分布，激光熔覆区和过度区的硬度值与基体相比有明显提高，熔覆区的平均显微硬度值可达750HV左右，于基体平均硬度300HV相比提高了2.5倍，过度区的显微硬度随着深度

的增加而降低，这是由于熔覆层粉末中含有Cr、Si等元素，经过激光加热后，这些元素在熔池中迅速扩散，同时迅速固定在熔覆层中，形成硬质点的弥散分布，造成硬度大幅度提高。

图3、激光熔覆层及其显微硬度曲线

综上所述，凭借中科四象高功率全固态激光器的性能特点及在激光熔覆领域独特的工艺优势，采用3kW全固态激光器成功在45钢上熔覆铁基合金涂层，大大提高了材料的硬度，降低了刀具的生产成本，提高了其综合性能，为其在刀具领域的应用奠定了基础。