激光熔覆常用的粉末材料主要包括以下几类，根据基材特性、性能需求和应用场景选择：
1. 铁基自熔性合金粉末
- 特点：成本低、耐磨性好、熔点高，但易氧化、开裂，需通过成分调整优化性能。
- 常见型号及应用：
- Fe30：硬度25-30 HRC，用于钢轨、齿轮等表面修复。
- Fe45：硬度42-48 HRC，用于轴承表面修复。
- Fe55：硬度54-58 HRC，用于轴承密封面修复。
- Fe60：硬度55-60 HRC，适用于石油钻杆接头、农机部件。
- Fe65：硬度60-65 HRC，用于破碎机等高磨损设备。
2. 镍基自熔性合金粉末
- 特点：耐热、耐腐蚀、耐磨，但成本较高，需添加碳化物（如碳化钨）提升性能。
- 常见型号及应用：
- Ni20：硬度18-23 HRC，适用于曲轴、轧辊等急冷急热工况。
- Ni25A/B：硬度20-30 HRC，用于轴零件、模具修复。
- Ni35：硬度30-40 HRC，用于齿轮、汽轮机叶片。
- Ni45：硬度40-50 HRC，适用于排气阀密封面、汽轮机叶片。
- Ni60/Ni60A：硬度55-62 HRC，用于模具、链轮等耐磨部件。
- Ni62：硬度60-64 HRC，用于防爆机械、造纸机磨盘。
3. 钴基自熔性合金粉末
- 特点：高温耐磨、耐腐蚀、抗冲击性能优异，但成本最高。
- 常见型号及应用：
- Co42A/Co42B：硬度40-45 HRC，用于高温高压阀门。
- Co42C：硬度40-48 HRC，适用于密封面修复。
- Co50：硬度45-55 HRC，用于高温模具、汽轮机叶片。
4. 碳化钨（WC）复合粉末
- 特点：极高的硬度和耐磨性，但脆性大，需与金属基体结合使用。
- 常见组合及应用：
- Ni60+25% WC（NiWC25）：硬度60-70 HRC，用于风机叶片、破碎机。
- Ni60+35% WC（NiWC35）：同上，适用于更恶劣工况。
- Co50+35% WC（CoWC35）：硬度50-70 HRC，用于炼油装置、叶轮。
5. 陶瓷粉末
- 特点：耐高温、抗氧化、耐腐蚀，常用于特殊功能涂层。
- 常见材料及应用：
- 氧化铝（Al₂O₃）：耐磨、耐蚀，用于高温部件。
- 氧化锆（ZrO₂）：热稳定性好，适用于高温氧化环境。
- 碳化硅（SiC）：高硬度，用于耐磨涂层。
- 氮化硅（Si₃N₄）：抗热震性优异，用于高温结构件。
6. 复合粉末
- 特点：结合金属和陶瓷的优势，实现性能梯度化。
- 典型组合：
- 金属+陶瓷（如Ni60+Al₂O₃）：兼顾耐磨性和韧性。
- 梯度材料：通过调整粉末配比，形成从基体到表面的性能过渡层（如内层韧性高、外层硬度高）。
7. 铜基合金粉末
- 特点：导电性好，适用于特定场景（如自润滑材料）。
- 应用：
- CuPb10Sn10：硬度适中，用于农机部件的抗摩擦涂层。
8. 其他特殊材料
- 金刚石颗粒：用于超高耐磨涂层（如精密模具）。
- 玻璃粉：用于光学或热特性涂层（如激光熔覆玻璃层）。
选择材料的关键因素
- 基材匹配性：热膨胀系数相近、润湿性良好。
- 性能需求：
- 耐磨：碳化钨、钴基合金。
- 耐腐蚀：镍基、钴基合金。
- 耐高温：陶瓷、镍基合金。
- 成本控制：铁基成本最低，钴基最高。
- 工艺适应性：避免过高的碳含量（易脆裂）、合理控制硼硅比例（减少裂纹风险）。
最新进展
- 首钢集团（2025年）：开发了陶瓷颗粒增强铁基高硬合金粉末（≥64 HRC），通过弥散强化提升耐磨性，适用于高磨损场景（如旋耕刀、矿山设备）。
应用场景示例
- 农机：旋耕刀使用Ni60或Fe65粉末，硬度提升至55-65 HRC，寿命延长3-5倍。
- 航空航天：镍基/钴基合金用于涡轮叶片、发动机部件修复。
- 能源：碳化钨复合粉末用于风机叶片、泵阀耐磨涂层。
通过合理选择材料并优化工艺参数（如激光功率、扫描速度），可显著提升激光熔覆层的性能和寿命。
