激光熔覆是利用高能量的激光束作为热源，使熔覆材料与基材表面薄层一起熔凝，在基层表面形成与其为冶金结合的添料熔覆层的工艺方法。激光熔覆可在低成本的基体材料上制备综合性能良好的涂层，且稀释率小、组织致密、工件变形小、涂层与基体为冶金结合，特别适用于抗摩擦及耐蚀涂层的制备。目前，激光熔覆技术已成为西方发达国家及我国表面工程领域研究与应用的前沿与热点。激光熔覆技术在提高阀门零件耐磨耐蚀性能方面与其他表面改性技术相比，优点比较突出，改善强化作用比较明显[30，31]。
图1 水下阀门密封面表面超音速喷涂
激光熔覆工艺中，对激光熔覆层质量产生影响的因素很多，如基体材料、预热/后热、激光功率、光斑类型、扫描速度、离焦量、铺粉厚度/送粉量、送粉方式、是否采用气保护甚至环境温度等。这些因素会对熔覆层的形貌乃至显微组织产生不同程度的影响。近年来，向熔覆材料中加入陶瓷颗粒制备性能优异的复合涂层，使激光熔覆技术得到进一步发展。
随着海洋油气开采逐步向深海发展，对水下阀门、阀座的表面耐磨耐蚀性要求增加，同其他表面强化技术相比，激光熔覆技术得到的涂层组织性能更加优异，激光熔覆技术在阀门密封面表面强化中的应用越来越广泛[32]。中国石油大学（华东）利用激光熔覆技术对水下阀门等油气开采输送装置进行表面改性，得到了一套相对成熟的工艺路线，大大提高了其耐磨耐蚀能力[33]。近年来，通过对激光熔覆材料和工艺的深入研究，利用Stelite1、Stelite6钴基合金粉末以及WC粉末颗粒在430不锈钢阀座表面通过优化工艺参数和熔覆材料组成，得到了具有良好的成型性以及耐磨耐蚀性的钴基合金涂层。图2为闸阀熔覆层宏观效果图。熔覆层组织致密、成分稀释度小、硬度高、无气孔裂纹等缺陷，与基体材料有牢固冶金结合，其金相组织如图3所示。(www.xing528.com)
图2 闸阀密封面激光熔覆层宏观效果图
图3 闸阀钴基合金激光熔覆层金相组织 （节选自《海洋石油装备与材料》第3章3.7节。北京：化学工业出版社，2016年，合作者：韩彬、李焰、杜伟）
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