近日，克拉斯諾亞(ya) 爾斯克和莫斯科的科學家們(men) 開發出了一種表麵處理技術，這種技術能使材料的硬度提高五倍以上。為(wei) 了改變鋼鐵的性質，通常需要摻雜矽、錳、釩、鈦等雜質。通過使用富勒烯，石墨烯或納米碳管等納米碳材料和表麵處理激光器可以改善該技術，增強鋼鐵的性能。

俄羅斯科學家選擇炭黑作為(wei) 納米材料，這種材料是通過在石墨電極的電弧放電中生產(chan) 富勒烯獲得的。經過激光處理後，與(yu) 傳(chuan) 統的技術鋼相比，塗有納米結構碳的鐵的硬度增加了五倍多，增強材料的摩擦係數比初始樣品低20-30%。由此可見，激光加熱不但不會(hui) 導致產(chan) 品變形，還會(hui) 減少工藝流程的繁瑣。

激光表麵處理，是通過對工件表麵進行設計和激光改進處理，從(cong) 而改善其表麵性能的方法。它是利用激光束快速、局部地加熱工件，實現局部急熱或急冷，可在大氣、真空等環境中進行處理。通過改變激光參數，可解決(jue) 不同的表麵處理工藝問題。工件變形極小，是一種非接觸式處理方法。根據表麵處理目的不同，分為(wei) 表麵改性處理(包括激光上釉、激光重熔、激光合金化、激光塗敷)和去除處理(如激光清洗)。

一般鋼鐵材料在進行激光表麵相變硬化時，其表層是熔化的，為(wei) 了加深表層硬化層才使表層熔化。表層熔化時，可使合金元素溶入表層基體(ti) 材料中，以提高表麵耐磨蝕性、耐磨性和抗衝(chong) 擊強度等。這種表麵處理有表麵合金化、表麵塗覆、非晶化和快速熔凝等。

激光熔覆技術是近幾年發展起來的一種新技術，它是使金屬或合金粉粒在激光處理時完全溶化，同時盡量減少基體(ti) 熔化，從(cong) 而在基體(ti) 表麵形成一個(ge) 主要由熔化粒子組成的塗覆層。其潛在開發領域很寬，現場應用效益顯著。

激光熔覆具有以下優(you) 點：

1）冷卻速度快；

2）熱輸入小，畸變小，塗層稀釋度低；

3）許多金屬和合金能夠熔覆到任何金屬和合金上，特別是能在低熔點金屬上熔覆高熔點合金；

4）能進行選區熔覆，材料消耗少；

5）激光光束瞄準，能夠使難以接近的區域熔覆；

6）工藝過程易於(yu) 實現自動化。

今天，筆者要為(wei) 大家介紹激光表麵處理技術在摩托車發動機缸體(ti) 上是如何發揮作用的。

美國通用汽車公司

美國通用汽車公司在鋁氣缸蓋氣門座上用激光熔覆一層較硬的耐磨材料，省去了氣門座以及相關(guan) 的氣門座壓入工序，氣缸蓋空間尺寸因此也增大，相關(guan) 設計更合理，成本下降。

日本雅馬哈

日本雅馬哈摩托車為(wei) 了提高新鮮混合氣體(ti) 的填充效率，在四衝(chong) 程發動機上采用二進二排的四氣門機構後，又采用了三進二排的五氣門機構，結果功率提高了10%，燃油消耗降低了50%。這種的結果是省去氣門座，采用氣門座激光熔覆技術。使用該技術的雅馬達車型有TMD850、YZX750、EF750等。

日本Toyota

Toyota公司也在鋁合金汽缸蓋上激光熔覆銅基合金複合材料，耐磨性得到了顯著地提高。Fiat最早開始開展激光熔覆閥座、閥柄、鋁合金汽缸體(ti) 工業(ye) 應用的試驗研究。

為(wei) 減輕摩托車重量，國外已成功地使用增強鋁合金取代鐵子減油缸。這種油缸具有極佳的耐溫、耐磨、耐衝(chong) 擊等性能，能承受摩托車減振器極苛刻的往複運動負荷。而且重量減輕了2/3，使用壽命提高了3~5倍。

目前，我國在對激光熔覆材料、工藝及相關(guan) 技術問題進行深入分析研究的基礎上，成功的將該項技術應用到新型複合模具的快速製造、在線模具的表麵改性、失效模具的修複和報廢模具的翻新利用等領域。