鈦合金及鋼表面激光熔覆涂層的研究進展*

任鑫明，馬北越，張博文，張亞然，于景坤

東北大學(xué)冶金學(xué)院，冶金高溫材料與技術(shù)研究所，遼寧 沈陽 110819

鈦合金及鋼表面激光熔覆涂層的研究進展*

任鑫明，馬北越，張博文，張亞然，于景坤

東北大學(xué)冶金學(xué)院，冶金高溫材料與技術(shù)研究所，遼寧 沈陽 110819

簡要介紹了涂層技術(shù)的工作原理及特點，重點闡述了鈦合金及鋼基體表面激光熔覆涂層的研究現(xiàn)狀及進展，具體對宇航用鈦合金、生物醫(yī)用鈦合金，以及不銹鋼、模具鋼進行了總結(jié)概括.

激光熔覆；鈦合金；鋼；涂層；研究進展

工業(yè)時代以來，鋼因其簡便的冶金流程、低廉的成本等一系列突出優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中．相比鋼材的廣泛應(yīng)用，鈦合金得益于其良好的力學(xué)性能、出眾的生物相容性，在航空航天和醫(yī)療領(lǐng)域大放異彩，成為炙手可熱的二十一世紀(jì)的金屬[1]．然而，科學(xué)技術(shù)在改變?nèi)藗兩畹耐瑫r，對材料的性能也提出了更高的要求，傳統(tǒng)的一些材料已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代科技發(fā)展的要求．通過表面改性技術(shù)來賦予材料新的性能，可以有效解決材料性能不足的問題，如在其表面涂覆耐磨耐蝕的金屬層可有效增加基體材料的耐磨性和耐蝕性．表面改性技術(shù)很多，并且已在不同行業(yè)中衍生出多種表面技術(shù)．激光熔覆技術(shù)即是當(dāng)下極具發(fā)展前景的一種涂層技術(shù)，與其它表面技術(shù)相比，其優(yōu)越性突出，如熔覆速度快、過程可控、生態(tài)無污染等．隨著航空航天、3D打印、原子能等高精尖行業(yè)的發(fā)展，激光熔覆技術(shù)將會日益受到重視，并在更多領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景[2-3]．

本文就常見的涂層技術(shù)，如熱鍍、熱噴涂、化學(xué)鍍等的工作原理及技術(shù)特點做了簡要的闡述，總結(jié)了在鈦合金、鋼基體表面采用激光熔覆技術(shù)制備涂層的最新研究進展，并對其存在的問題進行了分析，同時展望了其今后發(fā)展的趨勢．

1 涂層材料制備工藝

涂層技術(shù)源遠流長，人們很早就學(xué)會給家具涂覆油漆來保持美觀和延長壽命，但早期的涂層材料性能單一，制作也很粗糙．近年來，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，涂層技術(shù)也在不斷地更新迭代．新興的激光技術(shù)，可以快捷準(zhǔn)確地改變材料表面的微觀組織，繼而增強材料的某些關(guān)鍵性能，如給航天材料涂覆優(yōu)質(zhì)合金來增加其熱穩(wěn)定性和蠕變抗力，在醫(yī)用材料表面涂覆生物活性材料以改進基體的生物活性[4-5]．

1.1 熱浸鍍

熱浸鍍是將鋅、鋁、錫等金屬在液態(tài)下涂鍍到基體材料上，以獲得耐熱、耐蝕性涂層的一種方法．熱鍍要求基體金屬的熔點必須低于被鍍金屬的熔點，防護材料需要具有優(yōu)異的耐蝕性及耐熱性，因此熱鍍經(jīng)常被用來加工保護材料[6]．桑清蓮等人[7]對經(jīng)過熱鍍鋁的15GrMo鋼和未經(jīng)處理的15GrMo鋼進行等溫氧化測試．結(jié)果顯示：經(jīng)過熱鍍獲得了含F(xiàn)eAl和Fe3Al相的鍍層，使基體耐氧化性明顯增強；氧化增重曲線在650 ℃和850 ℃下僅有緩慢上升，很明顯Al2O3在熱氧化過程中有效地阻隔了氧氣，起到了保護層作用．

1.2 熱噴涂

熱噴涂是我國目前大力推廣的表面技術(shù)之一．熱源的加熱效率、噴嘴的噴射速率及送粉方式均會影響熱噴涂的效果．熱噴涂具有工藝過程簡單、涂層和基體材料來源廣泛及涂層穩(wěn)定耐用等優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于“三航”(航空、航天、航海)領(lǐng)域中[8]．韓志海等人[9-10]對等離子噴槍的結(jié)構(gòu)做了改進，并采用改進后的噴槍制備了Cr2O3陶瓷材料．研究表明：金屬相上附著了大量的20～50 nm的晶粒，結(jié)合界面分明；新的送粉方式解決了過熔、過氧化問題，有利于改善基體抗熱震性能和隔熱效果．該研究結(jié)果為航空、航天發(fā)動機部件材料的探索提供了方向．

1.3 電 鍍

電鍍是利用電化學(xué)方法將金屬離子富集到陰極表面，使基體獲得優(yōu)異新性能的工藝過程．電鍍通常用來制備金屬鍍層，如鋅、錳、鉛等鍍層．電鍍可根據(jù)材料服役要求調(diào)整制備流程，精細化高，尤其適合應(yīng)用在電子領(lǐng)域中[11]．鄧曉光等人[12]以銅棒為基底，鎳和鎳磷合金為鍍材，選取電流密度為4 A/dm2的直流電源進行電鍍，在銅棒表面生成了總厚度為340 nm的鎳磷合金鍍層，該鍍層提高了基體的抗沖擊性，以及增強了基體的耐磨性和防腐蝕性．

1.4 化學(xué)鍍

化學(xué)鍍也稱無電解鍍，是通過選取恰當(dāng)?shù)倪€原劑，將鍍液中的金屬離子還原沉積到零件表面的方法，常用的沉積方式主要有置換沉積、接觸沉積和還原沉積三種方式．化學(xué)鍍無需外加電源，其具有工藝簡單、技術(shù)成熟及節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，備受腐蝕防護和裝飾領(lǐng)域青睞[13]．張含卓等人[14]在經(jīng)表面預(yù)處理過的45鋼基體上，采用化學(xué)鍍手段制備得到Ni-Co-Cu-P合金鍍層．通過掃描電子顯微鏡的觀察發(fā)現(xiàn)，材料表面有直徑240～500 nm的球形微粒，其間有納米級空隙．鹽霧試驗和電化學(xué)腐蝕實驗結(jié)果顯示，自腐蝕電位升高到0.26 V，腐蝕電流密度下降為19.17 μA/cm2，顯然四元合金鍍層的耐蝕性優(yōu)于45鋼，實驗結(jié)果對四元合金化學(xué)鍍提供了一定的參考性．

1.5 氣相沉積

氣相沉積是利用氣相中發(fā)生的物理化學(xué)反應(yīng)，在鍍件表面形成功能性或裝飾性鍍層的表面工程技術(shù)．常用的氣相沉積技術(shù)主要有化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積及物理化學(xué)氣相沉積．化學(xué)氣相沉積(CVD)，能夠制備性能優(yōu)異的多層多相涂層．物理氣相沉積可在特殊鋼表面制備超硬涂層，以改善其機械性能、延長服役年限．氣相沉積能制備成型度高的金屬或合金膜層，鍍層致密均勻，在電子、刀具及食品包裝等行業(yè)中發(fā)展迅速[15]．Mcnerny等人[16]在SiO2/Si基底上先鍍上200 nm鎳層，然后以CVD方法成功合成了大面積的高質(zhì)量石墨烯．Chen等人[17]對鎳層厚度是否影響CVD合成石墨烯的最終效果進行了研究并發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鎳層厚度為300 nm時，再采用CVD合成石墨烯效果最好．

2 激光熔覆技術(shù)原理

激光技術(shù)是上世紀(jì)人類的偉大發(fā)明之一，可有效應(yīng)用在汽車、宇航、電子及醫(yī)療等重要行業(yè)中，應(yīng)用范圍之廣、影響力和重要性不言而喻．經(jīng)過幾十年的發(fā)展，激光技術(shù)不斷開花結(jié)果，衍生技術(shù)越來越多，技術(shù)細節(jié)也日臻完善．激光熔覆是當(dāng)前發(fā)展較為迅速、前景更好的激光技術(shù)．近年來，因為激光處理技術(shù)的大范圍應(yīng)用，各國都開始投入大量資金和科研人員進行相關(guān)研究，并已經(jīng)取得了長足的進步．

激光熔覆是由激光技術(shù)延伸出來的一種表面改性手段．通過利用激光束(1×104～1×106W/cm2)使預(yù)制熔覆層與基材表面熔凝在一起，形成具有某種特殊性質(zhì)的復(fù)合表面涂層．通過激光熔覆可以提高材料的力學(xué)性能、物理化學(xué)性能及生物性能，改善材料的強度、剛度、彈性模量和生物活性等．激光熔覆技術(shù)的送料方式也會影響最終的熔覆效果，常用的送料方式有預(yù)制式和同步式．預(yù)置式是將待涂覆材料噴涂到基體表面之后，再用高能激光將其與基體快速熔凝在一起；同步式是噴涂和激光輻射同時在合金池里進行，直接成型．激光熔覆的優(yōu)劣標(biāo)準(zhǔn)主要是看熔覆層與基體材料的結(jié)合情況，以及涂層表面形態(tài)的完整度．影響熔覆層質(zhì)量的因素主要有送粉方式、離焦量、基體材料、涂層材料和搭接率[18]．與傳統(tǒng)表面工程技術(shù)比較，激光熔覆有如下優(yōu)點[19-20]：(1)材料適應(yīng)范圍廣，按熔覆材料在加工前的形態(tài)分類有粉末狀、絲狀、薄板狀等，粉末狀材料用的較多，包括純金屬粉、合金粉和陶瓷粉；(2)冷卻速率快，一般控制在1×102～1×106℃/s，快速冷卻使得加工過程對基體的熱影響微乎其微，熔覆層與基體的結(jié)合更好；(3)熔覆過程可控，自動化水平很高，可有效減少人為影響，設(shè)備與計算機相接，工藝參數(shù)、制備過程一目了然，既方便了實驗記錄，也為進一步優(yōu)化過程提供了依據(jù)；(4)高效節(jié)能且環(huán)保，因為是非接觸處理工藝，不會產(chǎn)生污染，并且可以選擇價格低廉的金屬做基底來生產(chǎn)新材料，能夠降低材料成本，在可持續(xù)發(fā)展的背景下此特點顯得尤為重要．

3 激光熔覆制備涂層的研究現(xiàn)狀

早期的激光技術(shù)并沒有得到重視，直到九十年代左右才真正發(fā)展起來．隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光熔覆逐漸成為最具優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Φ谋砻娓男约夹g(shù)．目前主要在航空航天、石油化工、生物模具及光伏等行業(yè)中推廣應(yīng)用，研究工作主要集中在光纖激光器、熔覆材料體系選擇、基體界面結(jié)合、送粉系統(tǒng)及機制等方面．

3.1 鈦合金表面激光熔覆制備涂層

鈦合金具有屈服強度高、密度小、比強度高、耐蝕性能優(yōu)異等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于航空和航天領(lǐng)域中．經(jīng)過半個世紀(jì)的應(yīng)用探索與研究發(fā)展，鈦合金已被證明是最佳的“三航”材料，而且因其密度小、生物相容性好，在醫(yī)療領(lǐng)域中也備受重視．最早被開發(fā)并投放應(yīng)用的是Ti-6Al-4V合金(TC4)，其綜合力學(xué)性能優(yōu)異、生物相容性好．然而，隨著研究的深入，人們希望鈦合金能具有更高的表面硬度、更好的摩擦性能，以及更優(yōu)秀的生物性能．因此，提高硬度、耐高溫、抗氧化及降低彈性模量成為目前研究的熱點．激光熔覆具有速度快、操作準(zhǔn)確、無污染等優(yōu)點[21]，在改善鈦合金性能方面卓有成效．目前，激光熔覆主要被應(yīng)用在“三航”用鈦合金和醫(yī)用鈦合金方面．

3.1.1 宇航用鈦合金

航空航天材料一般工作在高溫、高酸堿的惡劣環(huán)境中，這要求其必須具備高強輕質(zhì)、耐高溫、耐高溫氧化等性能．航海材料要承受海水的侵蝕和沖擊，因此必須具備好的耐腐蝕性和抗沖擊性．林英華等人[22]通過在Ti-6Al-4V合金(TC4)表面激光熔覆TiB和TiB2來增強TC4的表面強度，在激光功率為2～3 kW、激光束速率為4～8 mm/s、光斑尺寸為3.7 mm×5.2 mm的條件下，制備了結(jié)合良好、無裂痕的陶瓷涂層．掃描電鏡觀測顯示：涂層從外至內(nèi)成分依次是TiB2相、TiB與TiB2混合相及TiB相；同時還發(fā)現(xiàn)，激光功率的增加能誘發(fā)原位反應(yīng)的發(fā)生，隨著激光功率的增加，塊狀TiB2相開始熔化減少，TiB相開始明顯增多，在激光功率為2.7 kW時原位反應(yīng)最激烈，細針狀的TiB陶瓷相最多；經(jīng)激光熔覆后TC4表面的顯微硬度可達700～800 HV，遠高于TC4基體的330 HV．

高溫抗氧化性是宇航材料的關(guān)鍵性能，改善高溫抗氧化性是宇航材料的研究熱點之一．余鵬程等人[23]以8 mm厚的Ti-6Al-4V合金為基體，以NiCr/Cr3C2-Al-Si為熔覆材料，采用激光熔覆技術(shù)制備涂層．在激光功率1.0 kW、掃描速度4 mm/s及光斑尺寸6 mm×3 mm的工藝條件下，所制備涂層的高溫及常溫摩擦系數(shù)分別為0.45和0.40，優(yōu)于Ti-6Al-4V合金基體的0.52和0.42；將涂層在800 ℃下氧化32 h后檢測其抗氧化性發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過熔覆后的材料抗氧化能力大約是未處理前的8.4倍，表明其高溫抗氧化性大幅度提升．Liu等人[24]通過在TA2(工業(yè)純鈦)基體上激光熔覆Ti-Ni梯度涂層，觀察TA2抗氧化性及強度的變化．研究發(fā)現(xiàn)，TA2表面形成了420～490 μm的兩相涂層，主要相為NiTi/NiTi2復(fù)合相和Ni3Ti相，經(jīng)激光熔覆處理后TA2基體的高溫抗氧化性及微觀強度均明顯增強．

3.1.2 生物醫(yī)用鈦合金

鈦合金本身就具有很好的生物相容性，但臨床實驗發(fā)現(xiàn)，鈦合金中的Al和V等元素會產(chǎn)生細胞毒素，影響人體健康．因此，開發(fā)出穩(wěn)定易用、安全可靠、生物性能優(yōu)異的醫(yī)用鈦合金是當(dāng)今生物材料領(lǐng)域中人們追尋的目標(biāo)．采用激光熔覆技術(shù)制備生物涂層或多孔涂層，均可改善鈦合金的生物性能，以滿足臨床醫(yī)用要求．李敏杰等人[25]選取平均粒徑為75 μm的Ni粉、50 μm的Ti粉和60～120 μm的B4C粉為熔覆材料以制備涂層，研究發(fā)現(xiàn)：在TC4合金表面生成了硬質(zhì)顆粒增強金屬間化合物基復(fù)合涂層，涂層整體結(jié)構(gòu)均勻致密、基本無氣孔和裂紋等缺陷，厚度約為1～2 mm，硬度較基體提高了3倍；在模擬人體體液中進行了耐腐蝕性測試發(fā)現(xiàn)，腐蝕電位正移、鈍化寬容區(qū)增大，耐蝕性大約增大至基體的3倍．

涂層與基體的結(jié)合緊實度直接影響著醫(yī)用合金的性能，同時也對醫(yī)用制品的使用壽命產(chǎn)生重要影響．石磊等人[26]在TC4合金表面通過激光熔覆制備HA(羥基磷灰石)/HT(HA和TiO2混合涂層)/T(TiO2)及HA/TiO2和HA生物陶瓷涂層，選擇粒度12 μm的HA和粒度40 μm的TiO2，通過同軸送粉方式，成功制備了300 μm的陶瓷涂層．研究結(jié)果表明：HA/HT/T梯度涂層表面平滑、無明顯裂痕，界面結(jié)合良好；界面的Ca/P比為1.64，最接近HA的1.67；基體硬度升高至35.11 MPa．很明顯，梯度陶瓷涂層性能優(yōu)越，能夠有效降低殘余應(yīng)力，基體材料的硬度也隨之升高．

3.2 鋼表面激光熔覆制備涂層

雖然鋼鐵冶煉開始較早，但直到十八世紀(jì)工業(yè)革命之后，鋼冶煉技術(shù)才等到真正的黃金時代．借著工業(yè)革命的順風(fēng)車，鋼鐵憑借低廉的冶煉成本、易加工及可靠的性能，逐漸在建筑、土木、石油化工等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用．2016年，我國的粗鋼產(chǎn)量約占到世界總產(chǎn)量的50%，但特殊鋼方面仍依賴于進口[27]．因此，優(yōu)化鋼鐵企業(yè)模式，增加鋼鐵單品利潤，從低端鋼材到高品質(zhì)鋼過渡則是當(dāng)下鋼鐵行業(yè)的主題．表面改性技術(shù)是生產(chǎn)高附加值特殊鋼的有效方法，其中激光熔覆技術(shù)主要被用于改善鋼鐵的強度及耐磨和耐蝕性．

3.2.1 不銹鋼

不銹鋼是鉻含量比較高的鋼合金，耐蝕性及韌性優(yōu)異，被應(yīng)用于航空、汽車、建筑等行業(yè)中.通過激光熔覆可改善不銹鋼的缺陷和提升其性能,研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)激光熔覆Stellite6合金(鈷基合金)所制備的涂層能有效提升基體的耐蝕性，但同時也會對基體的其它性能產(chǎn)生影響．趙文雨等人[29]通過在17-4PH不銹鋼(沉淀硬化型不銹鋼)基體上制備Stellite6合金涂層，以觀察高周疲勞強度的變化．在激光器功率為2800 W、光斑大小為2.0 mm×3.3 mm、掃描速度為12 mm/s、送粉速率為13.56 g/min，以及選擇氬氣在熔覆過程中作為保護氣的條件下，研究發(fā)現(xiàn)：17-4PH不銹鋼的疲勞極限從470 MPa下降至440 MPa，大約下降了6%；涂覆Stellite6合金，雖然犧牲了6%的疲勞極限，但卻提升了對輪船材料更為關(guān)鍵的耐海水腐蝕性．任超等人[30]在趙文雨等人的研究基礎(chǔ)上，對17-4PH不銹鋼表面激光熔覆Stellite6合金涂層做了進一步的耐水蝕性研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在熔覆參數(shù)保持一致條件下，將Stellite6合金粒度增大為80～120 μm，涂層的平均硬度升高到499.7 HV，是17-4PH不銹鋼基體(367.5 HV)的1.4倍；經(jīng)過30 h耐海水腐蝕模擬測試，基體材料的水蝕最大深度2.44 μm，表面粗糙度0.361 μm，而涂覆了Stellite6合金涂層的17-4PH不銹鋼基體水蝕深度僅有1.19 μm，表面粗糙度也下降到0.098 μm，表明經(jīng)熔覆后基體的強度及耐水蝕性都得到了增強，可有效延長汽輪機使用年限．

3.2.2 模具鋼

模具是機械制造、電機電器等工業(yè)部門必不可少的裝備工具，其質(zhì)量直接影響產(chǎn)品的最終效果．因此，模具鋼在工業(yè)領(lǐng)域中的重要性不言而喻．然而，高品質(zhì)模具鋼生產(chǎn)技術(shù)要求嚴(yán)格，我國目前仍依賴進口[31]．駱芳等人[32]在塑料模具鋼P20表面通過激光熔覆制備陶瓷復(fù)合涂層，X射線衍射分析顯示：涂層的相組成為α-Al2O3及WC和FeSi 相，其中WC相有高的硬度及良好耐磨性；當(dāng)涂層厚度在1.5 mm時，硬度可達620 HV，大約是基體的2倍多；通過摩擦磨損試驗也證實了，經(jīng)熔覆的基體的摩擦磨損性能的確得到了提高，其中摩擦系數(shù)及失重分別是Cr12MoV 冷作模具鋼的1/6和1/15，效果明顯．

戴曉光等人[33]以自制的 SiC/Fe-Al 合金粉末在Cr12MoV 冷作模具鋼表面進行激光熔覆，得到了無明顯冶金缺陷的涂層，涂層的主要成分為α-Fe及M7C3和部分金屬間化合物．電化學(xué)腐蝕測試表明，自腐蝕電位從-0.662 V升高至-0.292 V，自腐蝕密度也相應(yīng)的減小，表明合金涂層的存在增強了冷作模具鋼的電化學(xué)腐蝕性能．后來，戴曉光等人[34]在P20塑料模具鋼基體上通過激光熔覆技術(shù)制備了Fe基SiC金屬陶瓷涂層，基體模具鋼的顯微硬度從377 HV提升到572 HV，大約增加了52%，表明通過激光熔覆可有效解決模具鋼的失效恢復(fù)問題，而且成本較低．

4 結(jié) 語

激光熔覆因具有高效清潔的技術(shù)特點而已經(jīng)取得了長足的發(fā)展，配套設(shè)施及操作流程也得到了進一步的優(yōu)化升級．目前亟待解決的主要問題有激光熔覆成型理論的深化研究、熔覆材料的新體系開發(fā)，以及如何消除熔覆層裂紋和氣泡等缺陷．目前，盡管激光熔覆技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用已趨于完善，但真正由我國自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)甚少，與歐洲、美國和日本等發(fā)達國家相比我國在激光熔覆技術(shù)方面仍有一定差距．因此，我國政府部門和相關(guān)企業(yè)應(yīng)進一步加大資金投入，并引入或培養(yǎng)一批高級人才，加強創(chuàng)新性研究，通過產(chǎn)學(xué)研深入合作，以推動激光熔覆涂層技術(shù)在我國的發(fā)展及應(yīng)用邁入新的臺階．

[1] LEYENS C，PETER M．Titaniμm and titaniμm alloys[M]．Weiheim：Wiley-VCH GmbH and Co. KGaA，2005．

[2] 夏光明，周建橋，閔小兵，等．涂層技術(shù)概述及工程應(yīng)用[J]．金屬材料與冶金工程，2012，40(1)：53-59．

[3] 馬北越，張博文，于景坤，等．3D打印技術(shù)及先進應(yīng)用研究進展[J]．材料研究與應(yīng)用，2016，10(4)： 233-237．

[4] 金和喜，魏克湘，李建明，等．航空用鈦合金研究進展[J]．中國有色金屬學(xué)報，2015，25(2)：280-292．

[5] SHMNSMKE F，MASASHI N，HYMN-MIN K，et al．Osteoinduction of porous bioactive titanium metal[J]．Biomaterials，2004，25(4)：443-450．

[6] 李安敏，鄭良杰，胡武，等．鋼材熱浸鍍鋁的研究進展[J]．材料導(dǎo)報，2013，27(5)：96-99．

[7] 桑清蓮，張?zhí)m，王峰．熱浸鍍鋁對15CrMo水冷壁管熱氧化行為的影響[J]．熱加工工藝，2016，45(14)：171-173．

[8] 鄭學(xué)斌，謝有桃．熱噴涂生物陶瓷涂層的研究進展[J]．無機材料學(xué)報，2013，28(1)：12-20.

[9] 韓志海，王海軍，王斌利，等．超音速等離子噴涂制備先進陶瓷涂層的特點[J]．有色金屬：冶煉，2008(增刊)：61-66．

[10] HAN Z H，XU B S，WANG H J，et al. A comparison of thermal shock behavior between currently plasma spray and supersonic plasma spray CeO2-Y2O3-ZrO2graded thermal barrier coatings[J]．Surface and Coating Technology，2007，201(9)：5253-5256.

[11] 高?；?，卜路霞，王為．淺談電鍍技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J]．電鍍與精飾，2016，38(5)：29-34．

[12] 鄧曉光，王睿鑫，高澤之，等．銅基電鍍復(fù)合鍍層的制備工藝與耐腐蝕摩擦性能的研究[J]．熱加工工藝，2016，45(12)：127-130．

[13] 陳步明，郭忠誠．化學(xué)鍍研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．電鍍與精飾，2011，33(11)：11-16．

[14] 張含卓，李晶，歐雪梅，等．化學(xué)鍍 Ni-Co-Cu-P 非晶鍍層及其耐蝕性能[J]．稀有金屬材料與工程，2016，45(11)：2965-2969．

[15] 李一，李金普，柳學(xué)全，等．金屬有機化學(xué)氣相沉積的研究進展[J] ．材料導(dǎo)報，2012，26(增刊)：153-156.

[16] MCNERNY D Q，VISWANATH B，COPIC D，et al．Direct fabrication of graphene on SiO2enabled by thin film stress engineering[J]．Scientific Reports，2014 (4)：5049.

[17] CHEN C Y，DAI D，CHEN G X，et al．Rapid growth of single-layer graphene on the insulating substrates by thermal CVD[J]．Applied Surface Science，2015，346：41-45．

[18] 張堅，吳文妮，趙龍志．激光熔覆研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]．熱加工工藝，2013，42(6)：131-135．

[19] 李養(yǎng)良，金海霞，白小波，等．激光熔覆技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]．熱處理技術(shù)與裝備，2009，30(4)：1-5．

[20] PAN C G，WANG H C，WANG H F，et al．Microstructure and thermal physical parameters of Ni60-Cr3C2composite coating by laser cladding[J]．Journal of Wuhan University of Technology，2010，25(6)：991-995．

[21] 王恩庭，李崇桂，黃茜，等．鈦合金表面激光熔覆研究進展[J]，熱加工工藝，2016，45(20)：27-30．

[22] 林英華，陳志勇，李月華，等．TC4鈦合金表面激光熔覆原位制備TiB陶瓷涂層的微觀組織特征與硬度特性[J]．紅外與激光工程，2012，41(10)：2694-2698．

[23] 余鵬程，劉秀波，陸小龍，等．Ti6Al4V合金激光熔覆復(fù)合涂層的摩擦學(xué)和高溫抗氧化性能研究[J]．中國激光，2015，42(10)：89-96．

[24] LIU F C，MAO Y Q，LIN X，et al. Microstructure and high temperature oxidation resistance of Ti-Ni gradient coating on TA2 titanium alloy fabricated by laser cladding[J]. Optics and Laser Technology，2016， 83：140-147．

[25] 李敏杰，吳國龍，張杰，等．醫(yī)用鈦合金激光熔覆金屬間化合物基復(fù)合涂層研究[J]．應(yīng)用激光，2015， 35(4)：423-427．

[26] 石磊，李蘭蘭，張立君，等．鈦合金表面激光熔覆生物陶瓷梯度涂層的組織性能分析[J]．兵器材料科學(xué)與工程，2016，39(1)：64-69．

[27] 王一德，唐荻．中國特殊鋼行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及思考[J]．鋼鐵，2013，48(7)：1-6．

[28] 武明雨，胡凱，王叢，等．不銹鋼冶煉的研究進展[C]//第十屆中國鋼鐵年會暨第六屆寶鋼學(xué)術(shù)年會論文集，北京：冶金工業(yè)出版社，2015：1183-1188．

[29] 趙文雨，蘆鳳桂，李鑄國，等．17-4PH不銹鋼表面激光熔覆Stellite6合金涂層高周疲勞行為研究[J]．中國激光，2014，41(10)：131-136．

[30] 任超，李鑄國，疏達，等．17-4PH不銹鋼表面激光熔覆Stellite6涂層組織及耐水蝕性能[J]．中國激光， 2017，44(4)：101-108．[31] 潘金芝，任瑞銘，戚正風(fēng)．國內(nèi)外模具鋼發(fā)展現(xiàn)狀[J]．金屬熱處理，2008，33(8)：10-15．

[32] 駱芳，陳智君，樓程華，等．塑料模具鋼表面激光熔覆陶瓷復(fù)合涂層的性能研究[J]．兵工學(xué)報，2010， 31(7)：933-938．

[33] 戴曉光，周圣豐．Cr12MoV 冷作模具鋼表面激光熔覆球磨SiC強化Fe-Al涂層研究[J]．熱加工工藝， 2015，44(10)：170-173．

[34] 戴曉光，周圣豐．P20塑料模具鋼表面激光熔覆球磨Fe基SiC金屬陶瓷涂層的研究[J]．熱加工工藝， 2016，45(6)：190-192．

Researchdevelopmentoflasercladdingcoatingsonthesurfacesoftitaniumalloyandsteel

REN Xinming，MA Beiyue， ZHANG Bowen，ZHANG Yaran，YU Jingkun

InstituteofHighTemperatureMaterialsandTechnologyforMetallurgy，SchoolofMetallurgy，NortheasternUniversity，Shenyang110819，China

The working principle and characteristics of the coating technology were briefly introduced. The research status and progress of the laser cladding coating on the surfaces of titanium alloy and steel substrate were emphatically expounded. The details of the research on the aerospace titanium alloy, biomedical titanium alloy, as well as stainless steel and mold steel were summarized.

laser cladding；titanium alloy；steel；coating；research development

TB31

：A

2017-05-02

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金(N150204021)

任鑫明(1990-)，男，陜西渭南人，碩士研究生

馬北越(1978-)，男，遼寧沈陽人，博士，副教授.

1673-9981(2017)03-0141-06