激光熔覆是指將激光熔覆材料以不同方式添加到熔覆基體表面，并以激光束作為熱源，將熔覆材料熔化凝固到基體表面，制備與基體具有冶金結(jié)合的表面涂層，從而實現(xiàn)材料的表面改性以及產(chǎn)品的表面修復(fù)等的工藝方法。激光熔覆技術(shù)可以在廉價金屬基體表面制備高性能的涂層，具有很高的經(jīng)濟效益，獲得了大量的關(guān)注和研究，并迅速發(fā)展起來，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于機械設(shè)備和重要零部件的表面強化和損傷修復(fù)等。

相比較于傳統(tǒng)表面加工技術(shù)，激光熔覆制備的涂層組織均勻致密，晶粒細小，且熱輸入小，稀釋率低，具有良好的應(yīng)用前景，但是也存在一些問題。傳統(tǒng)的激光熔覆稀釋率常常在10％以上，熔覆層需要達到一定厚度才可以有效實現(xiàn)防護效果，且表面粗糙度較高，需要后續(xù)車削、磨削加工才可以投入使用，造成了材料的浪費。激光熔覆過程中激光能量主要作用在基體表面熔池，增大了激光能量對基體的熱輸入，可能因此產(chǎn)生較大應(yīng)力，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。同時，傳統(tǒng)激光熔覆在進行大面積熔覆時，生產(chǎn)效率較低，**制約了激光熔覆技術(shù)的應(yīng)用推廣。

為解決上述問題，德國弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所開發(fā)超高速激光熔覆技術(shù)，并于2017年完成了超高速激光熔覆成套設(shè)備的開發(fā)。區(qū)別于傳統(tǒng)激光熔覆的是超高速激光熔覆技術(shù)利用同軸送粉方式，控制粉末在熔池上方的激光束匯聚，使大部分的激光能量直接作用于激光粉末上，熔覆粉末在到達熔池前就處于熔化或半融化狀態(tài)，從而減少粉末在熔池中存在的時間，降低了對基體的熱輸入，極大地提高了熔覆效率和粉末利用率。

ACunity作為Fraunhofer ILT的孵化企業(yè)，率先將超高速激光熔覆技術(shù)引進中國市場，與Fraunhofer ILT緊密合作對超高速激光熔覆進行技術(shù)產(chǎn)業(yè)化升級，不斷完善工藝水平，提升其**部件的功能性，如送粉噴嘴的耐用性、送粉精度、高送粉量、粉末利用率等。其熔覆速率可高達20－200m／min，送粉效率可達5kg／hr以上，粉末利用率高達95％。而其特殊的模塊化設(shè)計，**降低了使用成本，使損耗件的更換變得異常簡單，同時保證了工藝的可重復(fù)性，噴嘴尺寸也可根據(jù)維修位置進行靈活調(diào)整。新開發(fā)的超高速激光熔覆加工頭，通過特殊的光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)光－粉在空間的*理想交互，使得粉末熔化更加穩(wěn)定、能量利用更加高效；涂層表面粗糙度更低，表面更為平整。

由于超高速激光熔覆的工作特點與傳統(tǒng)激光熔覆有所不同，為研究超高速激光熔覆主要工藝參數(shù)對熔覆層組織與性能影響，采用超高速激光熔覆技術(shù)，分別以不同激光功率、熔覆速度、熔覆道間距在9Cr2Mo鋼基材表面制備M2高速鋼涂層，對熔覆層微觀組織及力學(xué)性能進行表征。結(jié)果表明：

激光功率較大時，晶粒尺寸增大較明顯；
熔覆速度越高，晶粒越細??；
減小熔覆道間距，晶粒有增大趨勢；
能量密度增大，晶粒有增大傾向，但各工藝參數(shù)對其影響程度不同，激光功率對其影響較大。

其中熔覆層顯微硬度受工藝參數(shù)影響較大。

激光功率較大時，熔覆層硬度增大，且層中硬度分布均勻，波動變化較??；隨著熔覆速度的減小，熔覆層顯微硬度明顯提升；當熔覆道間距增大時，熔覆層顯微硬度呈現(xiàn)下降趨勢；隨著能量密度的增大，熔覆層顯微硬度呈現(xiàn)明顯的上升趨勢；但當能量密度較低時，熔覆層成形較差，難以形成較好的多道搭接。

由此可見改變超高速激光熔覆工藝參數(shù)，提高對熔覆層的輸入能量密度，可使熔覆層的顯微硬度更加均勻，平均硬度明顯提高。由此獲得更高質(zhì)量的熔覆層提供工藝化的依據(jù)，從而拓寬超高速激光沉積技術(shù)的應(yīng)用范圍，促進其推廣應(yīng)用有著重要的意義。