黄海博，孙文磊

(新疆大学 机械工程学院，乌鲁木齐 830047)

引 言

激光熔覆是利用高能量激光束快速熔化合金粉末和基材表面，并迅速冷却与基材形成冶金结合的表面改性技术，是绿色再制造中的一项关键技术，也是中国制造2025重点发展的先进制造技术[1-3]。激光熔覆技术主要面向关键零部件的表面强化及废旧零部件的修复再制造，在冶金、石油、电力、航空、矿山等国民经济中已有广泛的应用，如汽轮机、齿轮、工业透平的修复再制造[4-6]。镍基粉末作为激光熔覆技术中提高表面硬度的一种最常用的合金粉末材料，具有自熔性和湿润性好、硬度高、耐磨耐腐蚀的优良性能，是表面改性技术中常用的合金材料之一，但Ni60合金粉末在激光熔覆过程中由于快速加热和冷却引起的非平衡凝固，极易造成Cr和C、B等元素形成偏聚，促使内部组织形成硬质相，从而在凝固过程形成裂纹缺陷。同时，对于激光熔覆技术而言，由于基材和粉末材料之间热膨胀系数和收缩率差异及较大的温度梯度，在凝固过程中形成了较大的热应力，加之材料内部发生相变引起的组织应力，容易引起裂纹缺陷的形成，影响涂层力学性能及耐磨耐腐蚀的材料特性，极大地限制了Ni60合金的应用。

为了揭示裂纹缺陷成形机制并抑制其产生、拓宽镍基合金表面改性及激光熔覆技术的工程化应用，国内外学者开展了相关研究：CUI等人[7]对截齿表面激光熔覆镍基WC合金粉末，成功制备了2.2mm的熔覆涂层，基材表面硬度提高了2.93倍，实现了矿用截齿的修复和表面强化，提高了零件的服役寿命；……