用激光將合金化粉末和基材一起融化后迅速凝固，在表面獲得合金層。它現(xiàn)對于激光熔覆的優(yōu)點是它可以在廉價基材表面獲得與基材本身差別很大的具有良好表面性能的新合金層。從而增加工件的使用壽命并降低材料損耗。由于合金元素完全溶解于表層內(nèi)，獲得的改性層成分很均勻，對皸裂和剝落等傾向不敏感。激光表面合金化處理軋輥時候、具有能量作用集中，熱影響區(qū)小，覆蓋組織細(xì)小，結(jié)構(gòu)致密，氣孔率低而且容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線，沒有化學(xué)污染、無輻射等優(yōu)點。另外，合金化元素添加方式很多，公益方式靈活，既可以是基材中固熔添加的硬質(zhì)點，也可以是原位生成的，使得激光合金化技術(shù)更具有優(yōu)勢。

       激光表面強(qiáng)化技術(shù)主要分為激光合金化技術(shù)、激光熔覆技術(shù)和激光淬火技術(shù)。

        激光合金化技術(shù)是將高能量密度的激光束輻照在噴有0.2—0.4mm合金涂料的工件表面，使合金涂料與基材進(jìn)行充分的冶金作用，形成合金化層，從而顯著提高工件表面的耐磨、耐高溫和抗腐蝕性能。主要應(yīng)用于軋輥等大型高溫耐磨類工件。

        經(jīng)激光合金化處理后的軋輥平均使用壽命提高到1.5倍，平均軋鋼量比新輥提高2倍左右，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，一是可以減少軋機(jī)停機(jī)時間和換輥次數(shù)，有效提高了設(shè)備作業(yè)率，二是降低了工人換輥和軋輥加工的勞動強(qiáng)度，三是可以減小軋輥堆放基地，成倍減少資金占用。

 

         激光熔覆技術(shù)是利用自動送粉器將合金粉末同步到激光溶池中，是合金粉末與金屬基體同時熔化，形成金屬覆蓋層的工藝過程。與傳統(tǒng)的熱噴焊或者堆焊工藝相比，激光熔覆變形小，應(yīng)力低，對基體的稀釋率低，組織致密，微觀缺陷小，結(jié)合強(qiáng)度高，熔覆層的尺寸大小和位置都可以精確控制，特別是熔覆層的成分可以根據(jù)工況的需求方便調(diào)節(jié)，因此非常適合與一些工件的表面強(qiáng)化與修復(fù)。

 

   應(yīng)用實例：

   激光熔覆與合金化技術(shù)可對各種大型軸類零件如電機(jī)與發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子、各種模具、軋輥、大型曲軸與連桿等零件進(jìn)行表面強(qiáng)化與修復(fù)。還可以對鋁合金、銅合金工件激光熔覆。

        激光熔覆應(yīng)用范例：激光熔覆修復(fù)長5000mm，直徑500mm的大型不銹鋼軋輥軸頸，修復(fù)后軋輥長軸直線度公差只有0.03mm，激光熔覆修復(fù)幾乎不引起工件變形。

        汽輪機(jī)葉片經(jīng)激光合金化處理后，顯著的改變了2Cr13不銹鋼表面的顯微組織結(jié)構(gòu)，表面平均硬度可達(dá)到701.2HV_(0.2)(基材表面顯微硬度為200~250HV_(0.2))。橫向殘余應(yīng)力為211.70MPa，縱向殘余應(yīng)力為334.60MPa。激光合金化后，抗氣蝕性能比合金化前提高一倍以上。因此，激光和進(jìn)化在提高抗氣蝕性能和延長葉片使用壽命上具有較好的應(yīng)用前景。

 

        激光淬火是將規(guī)律的強(qiáng)激光束照射到工件表面，迅速將工件表面溫度提高到奧氏體轉(zhuǎn)變溫度以上，熔點以下的范圍之內(nèi)，通過激光數(shù)的快速移動，被加熱的部位與工件內(nèi)部進(jìn)行快速的熱交換，是工件表面的冷卻速度極快實現(xiàn)馬氏體的轉(zhuǎn)化，得到極細(xì)的馬氏體結(jié)構(gòu)組織。

        由于激光淬火過程中很大的過熱度和過冷度使得淬硬層的晶粒極細(xì)、位錯密度極高且表層形成壓應(yīng)力，進(jìn)而可以大大提高工件的耐磨性、抗疲勞、耐腐蝕、抗氧化等性能，延長工件的使用壽命。

        激光淬火技術(shù)可加工平板類、長條類、曲軸、花鍵軸、缸體（套）內(nèi)孔、磨具、內(nèi)外螺紋、離合器零件的爪面、細(xì)牙、導(dǎo)軌、軋輥、齒輪、粉末冶金零件等。

        工藝特點：高功率密度激光束（103—105w/cm2）是工件表面非平衡快速加熱（105—106°C/s），實現(xiàn)相變硬化。最大硬層是3mm，工件表面無損傷、變形量小、硬度高、耐磨性好（比傳統(tǒng)熱處理硬度提高HRC3-5）。