超高速激光熔覆技术为替代电镀铬涂层的制备提供了新的思路和方法,近年来的快速发展受到业界高度关注。其原理与传统的熔覆方式有所不同,传统激光熔覆技术是粉末在基体表层与部分基体在激光作用下,同时熔化形成熔池,多数粉末颗粒被直接送入熔池中,粉末在空中吸收的光能小。而高速熔覆一般采用正离焦方式,将粉末送入到激光焦点与基体之间的光照区域内,大部分光能在空中被粉末吸收,少部分光能被基体熔池吸收,最终可形成稀释率较低的涂层。超高速激光熔覆技术最早由德国Fraunhofer研究所提出,国内外众多研究机构和企业已开展了研发与技术推广。目前,其工艺尚在探索与优化中。采用"光内送粉"技术开展高速熔覆工艺试验,在304不锈钢基体上制备Cr50Ni合金熔覆层。与传统的光外同轴送粉结构相比,光内送粉单粉束发散小,与激光耦合区间长,可实现更高的粉末的捕获率。采用光内送粉正离焦加工法,粉末经过激光焦点后到达基体表面。建立了粉末遮光模型,得出遮光率在16g/min～32g/min之间随送粉速率的增大呈线性增长,在28g/min送粉速率下,粉末遮光率为28.96%。随着送粉速率的增加,粉末遮光率增大,稀释率逐渐减小。在Z=+1mm～Z=+2mm之间,随着离焦量的增大,光斑能量密度减弱,熔覆层稀释率降低。熔覆层稀释率及熔道形貌是高速熔覆的重要性能指标。通过采用光学显微镜拍摄不同工艺参数下的单道熔层截面形貌,分析了离焦量和送粉速率对熔覆层稀释率以及单道熔覆厚度的影响。结果表明,随着送粉速率的增大,熔覆层高度逐渐增高,稀释区深度逐渐变小,稀释率也随着送粉率的增大而急速减小。当激光功率和扫描速度不变时,送粉速率的增大,粉末遮光率变大,导致激光透过粉末照射到基体上的能量减少,从而使得稀释区深度变小,与此同时在同一时间内进入熔池中的粉增多,使得熔覆层的高度变大,导致稀释率急速下降。保持扫描速度9m/min、激光功率1.85KW不变,调整送粉速率在28g/min、离焦量+1～+2mm变化,可获得与基体有良好冶金,厚度约121～452μm,稀释率75%～12.9%,硬度值为280～320HV,表面形貌良好的熔覆层。