激光表面强化工艺与装备技术进展

金属材料激光表面强化技术可用于金属材料的表面强化，解决整体强化和其他表面强化手段难以克服的矛盾；也可用于金属材料的表面改性，获得低等级材料的高性能表层。激光表面强化技术引发的模具材料替代技术为降低模具制造成本开辟新途径。

 

冷作模具要求材料具有强度、韧性、耐磨、抗疲劳和咬合抗力性能。

冷作模具采用中高碳碳素钢、低合金钢或铸铁经激光相变强化后代替用传统工艺的高等级材料，存在广泛的技术应用空间。虽然冷作模具广泛采用的高合金钢具有合金碳化物的独特耐磨效果，但是激光相变强化因其弥散强化、畸变强化、加工过程和热处理过程无氧化无脱碳和具有等强工作层，可以弥补高合金钢具有的合金碳化物的耐磨效果。因而激光强化的工艺灵活优势在材料替代技术领域可得到更广泛应用。

塑料模具的工作温度在350℃以下时具有冷作模具相同的材料替代技术空间。

 

热作模具材料除了要求具有强度、韧性、耐磨、抗疲劳和咬合抗力性能外，对红硬性和抗回火性能有特殊要求。因而用低材质激光相变强化代替不了高合金钢所具有的抗高温性能。模具再制造技术和激光熔覆可使碳素钢、低合金钢或铸铁具有抗高温性能。

塑料模具的工作温度在400℃以上时可用热作模具相同的材料替代技术。

 

铸铁模具的强化潜力取决于基体组织是否是珠光体。如果基体组织有太多的铁素体，将降低材料的淬硬性，所以铸铁模具的材料替代以提高强化潜力为目标。以国家标准为依据，球墨铸铁需选QT600以上，蠕墨铸铁需选RT380以上，灰口铸铁需选HT200以上的牌号。目前市场大量存在HT150模具，这类模具采用相变强化效果不佳。

 

在齿轮或模具损坏或缺陷部位采用激光熔覆工艺熔覆特定的合金材料，使其与基体金属材料形成良好的冶金结合，这种修复处理不仅仅对齿轮或模具形貌进行修补，而且提高了修复部位的性能，是一种增强型修复。目前把这种业已用于齿轮和模具修复的激光表面熔覆称为齿轮或模具的再制造技术。