激光熔覆技术是在被保护的基体表面,通过高功率密度的激光束将成分不同、性能各异的粉末和基体表层材料瞬间熔接的过程。它的研究最早是从20世纪70年代开始的。1974年,Gnanamuthu最早利用激光熔覆技术,将以一层金属粉末熔覆到金属基体上,并申请专利。在激光熔覆研究初期,科研人员主要对涂层性能、熔覆工艺、涂层组织结构和性能特点等方面进行研究。目前,激光熔覆的数字模拟、熔覆过程的检测与控制、先进自动化激光熔覆技术和激光熔覆材料是主要的研究方向。激光熔覆技术能够制备出优于基体材料性能的表面涂层,赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等特殊性能,这层表面材料厚度薄,面积小,但却承担着零件的主要功能。相比其他表面处理技术,激光熔覆主要有以下优点:(1)涂层稀释度低,孔隙率低,相结构简单。(2)涂层与基材实现冶金结合,结合度强。(3)对基材的热影响极小,可以有效避免了基材变形、涂层开裂。(4)冷却速度快,产生非平衡凝固,组织致密,可以提高涂层耐蚀耐磨能力。(5)工艺过程易于控制,适应性强,耗材较少。激光熔覆技术是一种经济效益较高的表面处理技术,其对基材的要求较低,可以在廉价钢材上制备耐蚀耐磨高性能表面,节约资源,降低成本。激光熔覆工艺和材料影响着涂层的宏观形貌、组织以及耐腐蚀等性能。激光熔覆是一种快速熔化和快速凝固的过程。涂层的组织和性能主要由G/R决定。其中G是温度梯度,R是凝固速度。一般而言,数值偏大,涂层主要呈平面晶结构;数值偏小,则呈胞状晶或树枝晶。在同一个涂层中,从低端到顶端,G/R逐渐减小,其晶体结构也不同。采用计算机数值分析模型,合理调节工艺参数,选择合适熔覆材料,可以进一步提高其防腐能力。此外,适当的热处理可以使晶粒进行二次生长,使其变得更加致密,提高其防腐能力。本文梳理了激光熔覆的工艺参数和熔覆材料,介绍了常见的激光熔覆数值分析模型,论述了热处理对激光熔覆涂层的影响,并阐释机理,同时展望了激光熔覆的研究方向。