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1、激光表面改性技术发展现状激光表面改性技术发展现状 课程：激光表面改性技术课程：激光表面改性技术 主讲教师：林继兴主讲教师：林继兴教学目标教学目标通过本次课程的学习，通过本次课程的学习，了解了解激光激光表面改性技术国内外发展表面改性技术国内外发展现状。现状。激光表面改性技术发展现状激光表面改性技术发展现状20世纪世纪60年代开始研究年代开始研究20世纪世纪70年代研制出大功率激光器年代研制出大功率激光器开始实际应用开始实际应用1974年第一个激光熔覆专利年第一个激光熔覆专利美国通用汽车建激光相变硬化、熔凝硬化生产线美国通用汽车建激光相变硬化、熔凝硬化生产线近近10年，工业型大功率半导体激光器研制
2、成功年，工业型大功率半导体激光器研制成功 广泛应用于汽车、航空航天广泛应用于汽车、航空航天更高功率（万瓦级）、高效率（光电效率更高功率（万瓦级）、高效率（光电效率60%以上）激光器研制以上）激光器研制激光表面改性技术应用发展激光表面改性技术应用发展Step 1Step 2Step 3 激光相变、激光熔凝硬化激光相变、激光熔凝硬化应用于汽车零件应用于汽车零件 激光熔覆、熔覆粉末激光熔覆、熔覆粉末排气管密封面、发动机高压叶片、纳米涂层排气管密封面、发动机高压叶片、纳米涂层 冲击硬化冲击硬化铝合金提高强度、硬度、疲劳寿命铝合金提高强度、硬度、疲劳寿命 激光气相沉积激光气相沉积制造或改性高质量精密零件
3、制造或改性高质量精密零件激光表面改性技术基材应用激光表面改性技术基材应用1、黑色金属基材：碳钢、不锈钢、模具钢、高速钢等、黑色金属基材：碳钢、不锈钢、模具钢、高速钢等2、钛合金基材、钛合金基材 1）表面利用激光合金化和激光熔覆制备）表面利用激光合金化和激光熔覆制备Ti2Al金属间化合物改性涂层，金属间化合物改性涂层，提高高温抗氧化性提高高温抗氧化性 2）在钛合金生物材料表面熔覆生物活性涂层）在钛合金生物材料表面熔覆生物活性涂层3、镁合金基材、镁合金基材 采用激光熔覆、合金化、熔凝等提高镁合金耐腐蚀、耐磨性能采用激光熔覆、合金化、熔凝等提高镁合金耐腐蚀、耐磨性能4、铝合金基材、铝合金基材 激光冲
4、击强化改善飞机结构中紧固件周围疲劳性能，激光冲击强化改善飞机结构中紧固件周围疲劳性能，6.5mm板材的裂板材的裂纹扩展试样高频疲劳寿命提高纹扩展试样高频疲劳寿命提高100倍左右倍左右激光表面改性技术激光器发展激光表面改性技术激光器发展YAG、CO2激光器（第一代）激光器（第一代）光光电转电转化效率低、稀化效率低、稀释释率高、率高、热热影响区大影响区大123 半半导导体激光器（第二代）体激光器（第二代）光光电转电转化效率化效率40%以上、体以上、体积积小、寿命小、寿命长长、维护费维护费用低用低 光纤激光器（第三代）光纤激光器（第三代）光电转化效率光电转化效率58%以上，体积更小，重量更轻、光路可
5、盘绕以上，体积更小，重量更轻、光路可盘绕小小 结结 激光表面改性技术的发展历程与激光器的发展息息相关，激光表面改性技术的发展历程与激光器的发展息息相关，更高功率、更高效率的激光器扩大了应用范围。更高功率、更高效率的激光器扩大了应用范围。1、激光表面改性可以应用于汽车、航空航天等领域、激光表面改性可以应用于汽车、航空航天等领域 2、激光表面改性可以应用于黑色金属、有色金属等绝、激光表面改性可以应用于黑色金属、有色金属等绝大部分的金属材料大部分的金属材料 3、激光器从第一代的、激光器从第一代的YAG、CO2激光器发展到第二代激光器发展到第二代的半导体激光器，再到第三代的光纤激光器。的半导体激光器，再到第三代的光纤激光器。作业思考题作业思考题1、目前，激光熔覆表面改性技术可应用于哪些基材？、目前，激光熔覆表面改性技术可应用于哪些基材？2、用于激光表面改性的激光器经历了哪三代发展历程？、用于激光表面改性的激光器经历了哪三代发展历程？