激光物理气象沉积 激光诱导液相沉积
激光增强电镀
激光化学气相沉积
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激光淬火技术
激光淬火又称激光相变硬化，就是利用激光将金属材料加热到相变点以上， 金属熔化以前，依靠金属自身冷却达到淬火的目的。激光相变硬化的实质是 马氏体相变硬化。马氏体和亚结构晶粒都被超细化，相变硬化后残余奥氏体 也被显著强化。与常规热处理淬火相比较，激光相变后材料硬度要提高，低 碳钢也能提高一定的硬度。
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优点
与堆焊、喷涂、电镀和气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、 组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变 化大等特点，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。
激光表面改性技术及其优点
激光表面处理是采用大功率密度的激光束，以非接触性的方式加热材 料表面，在材料表面形成一定厚度的处理层，借助于材料表面本身传导 冷却，来实现其表面改性的工艺方，可以改善材料表面的力学性能、冶 金性能、物理性能，从而提高零件的耐磨、耐蚀、耐疲劳等一系列性能 以满足各种不同的使用要求。激光表面改性技术广泛应用于航空、航天 、机械、电器、兵器和汽车制造行业。
优点
（1）工件表面强度高，比常规淬火高5%-20% （2）加热速度快，热影响区小，淬火应力及变形小 （3）可对形状复杂的零件盒不能用其他方法处理的零件进行局部硬化 （4）工艺周期短，生产效率高，易实现自动化 （5）激光淬火靠热量由表及里的传导自冷，无需冷介质，对环境污染小
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激光冲击硬化
利用高能密度激光束照射金属材料表面，由于金属升华气化而急速 膨胀，产生的高于材料的动态屈服强度的高压应力波，从而提高了金 属材料的物理机械性能。
激光冲击硬化原理示意图
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优点
（1）激光冲击强化改善了材料表面的耐磨性和耐腐蚀性能。 （2）大大提高材料的强度和硬度。这项新技术最显著的特点 （3）最大的优点在于明显改善材料的抗疲劳性能。（由于激光冲
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激光表面改性技术
优点
(1)能量传递方便，可以对被处理工件表面有选择的局部强化： (2)能量作用集中，加工时间短，热影响区小，激光处理后，工件变形小； (3)处理表面形状复杂的工件，而且容易实现自动化生产线： (4)改性效果比普通方法更显著，速度快，效率高，成本低； (5)通常只能处理一些薄板金属，不适宜处理较厚的板材； (6)由于激光对人眼的伤害性影响工作人员的安全，因此要致力于发展安全 设施。
激光技术的发展历史
激光加工技术的研究始于20世纪60年代。但到20世纪70年代初研制出 大功率激光器之后，激光表面处理技术才获得实际的应用。1973年，美国
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AVCO公司提出了金属表面激光热处理的设想；1974年申请了世界上第一 个激光熔覆专利，并在近十年内得到迅速发展。
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激光表面 改性技术的分类
激光表面改性技术的分类方法很多，通常可以根据其是否改变基材成分
分成两大类：
不改变基材成分
激光淬火(激光相变硬化)
激光退火 激光非晶化 激光极化 激光清洗 激光熔凝淬火 激光冲击硬化 激光组织细化
激光表面改性技术
激光熔覆
激光合金化
改变基材成分
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激光表面熔覆
激光熔覆是采用大功率激光束扫描金属表面，将选定的材料熔 化到金属表面，形成具有硬度高、耐覆技术示意图
1.短型光束或高斯型光束 2. 气动送粉 3. 测量孔 4. 振动器 5. 粉末漏斗箱 6.CO2 气体激光束高频振动 7. 样品运动（25.4~76.2cm/min） 8. 样品（UDMET-700） 9. 熔覆厚度 10. 熔覆层
击强化后使材料产生的变形很小，不产生热影响区，也不改变材料的表面粗糙度，非常 适合于微孔区、焊缝热影响区等局部区域的表面强化。）
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激光表面合金化
利用高能量的激光束使根据需求加入的合金层涂层与基 体金属表面混合熔化，在极短的时间内，形成不同化学成分 和结构表面的合金层。
激光表面熔凝
激光表面熔凝是采用高能量密度的激光，将材料表面层熔化， 然后依靠材料自身快速冷却凝固。利用激光表面熔凝技术实现材 料表面局部的快速加热和冷却，从而获得非常细密的非平衡快速 凝固组织。在较大的程度上增强了材料表层的耐磨性和耐蚀性， 使材料性能得到改善。
优点
（1）表面熔化时可添加超硬耐磨金属元素或化学元素，熔凝 层与材料基体形成冶金结合。 （2）熔凝过程中，可以排除杂质和气体。 （3）其熔层薄、热作用区小，对表面粗糙度和工件尺寸影响 不大，有时可不再进行后续磨光而直接使用。 （4）提高溶质原子在基体中固溶度极限。
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激光表面改性技术
北京航空航天大学材料科学与工程学院
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激光的概念及其特性
激光是一种相位一致，波长一定，方向性极强的电磁波．激光束由一 系列反射镜和透镜来控制，可以聚焦成直径很小的光(直径只有0．1 mm)， 从而可以获得极高的功率密度(104-109w/cm2)。激光与金属之间的互相作用 按激光强度和辐射时间分为几个阶段：吸收光束、能量传递、金属组织的 改变和激光作用的冷却等。它对材料表面可产生加热、熔化和冲击作用。 随着大功率激光器出现，以及激光束调制、瞄准等技术的发展．激光技术 进入金属材料表面热处理和表面合金化技术领域，并在近几年得到迅速发 展。
激光表面合金化原理示意图
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优点
（1）发生成分、组织和性能变化的熔化区及热影响区都很小。 （2）合金元素完全溶解于表层内，获得的改性层成分很均匀。 （3）激光表面合金化与激光熔覆有许多相似之处，但激光熔覆后， 体成分基本上不进入涂层中，而激光表面合金化形成的表面层 是合金涂层与基体共同形成的混合层。