通常情况下，模具的失效是从表面开始的。也就是说，通过提升模具表面的性能，就能提高模具的使用寿命。对模具进行表面强化，这样既可以提高模具的表面性能，并且模具内部也具有一定的强韧性[3]。采取表面强化不仅提升了模具的使用寿命，同时也降低了模具维护所需的成本，提高了经济效益。

1.2  激光熔覆在模具表面强化中的应用

1.2.1  模具表面强化技术

   传统的表面强化技术基本是通过模具的热处理来实现的。而近年来新发展的强化技术，如热喷涂等也为表面强化提供了更多选择。

   随着现代制造技术的发展，对模具的使用性能也有了更高的要求。为了能赋予模具表面更高的性能，人们不断完善近年来新发展的强化技术，并开发新的强化技术，这使得表面强化技术进一步提升。

1.2.2  激光表面强化技术

   自从20世纪60年代激光技术诞生以来，它以优良的属性在各行各业中得到重要的应用[4]。而激光表面改性技术又以它独有的优势成为表面技术领域的热点之一。激光表面改性技术可以有效提高金属表面的硬度、耐磨等性能。激光表面改性技术具有改性层稀释率低、组织均匀、改性速度快、与基体呈冶金结合，热影响区小，无接触加工，无需真空条件等多种优点[5]。

   毫无疑问，激光表面改性技术不仅保持了原有基体的性能优点，还改善了金属中存在的缺陷，是一种高效、灵活又经济的表面改性方法[5]。而激光熔覆作为激光表面改性中最突出的手段，将在接下来主要介绍。

1.2.3  激光表面熔覆技术

   激光熔覆技术于20世纪80年代被推广[6]。其工作原理就是利用激光束照射基体的表层，使其迅速出现熔化，并在模具表面原有材质的基础上熔覆一层新的涂层，从而提升了模具表面的物理性能。

激光表面熔覆技术具有以下几种特点：

   ① 由于激光束能量高，且激光熔覆的工作区域小，对工件的影响较小，适合强化和修复一些精密的工件[4]。

② 激光熔覆是在很短的时间内将粉末熔化并凝固，所以形成的熔覆层很致密且强度足够高，因此可以用作高强度工件的表面强化和修复。

③ 激光熔覆层的稀释率可以通过改变激光输入来掌控，则熔覆材料受污染小，保持了熔覆材料的优秀性能。

④ 熔覆层材料可以根据模具使用性能的要求，选择不同的熔覆粉末，从而获得最理想的涂层。

⑤ 通过自动化工作台制备的激光熔覆层精度高。采用多道搭接的方法可以制备所需面积的熔覆层。

综上所述，激光熔覆之所以能快速的发展，还是因为其对材料表面性能的影响相对于其他表面技术有明显的提升，并且从经济效益角度考虑也很实用。

（1）激光熔覆工艺参数

激光熔覆是一种涉及物理、化学、材料科学等多学科的制备过程，对熔覆层影响的因素有很多[7]。其中影响比较大的有：激光输出功率、光斑直径、扫描速度等[8]。

而在一般实验过程中，激光器是确定的，所以能调节的因素是有限的。以下主要介绍几种实验中常用的参数：

① 激光功率

激光功率决定了激光输出能量的多少，通常情况下，激光功率与稀释率成正比关系。稀释率的增加虽然可以提升熔覆层与基体的冶金结合，但是也增加了熔覆材料的污染。为了保证熔覆层材料的所需性能，要控制好稀释率。所以一定要根据所制备的熔覆层选择合适的激光器以及基体材料。

② 扫描速度

扫描速度是指激光束在基体材料上运行的的速度。相同的时间内，加快扫描速度，得基体与熔覆材料所受到的激光照射越少。