[00904407]能场复合激光表面改性关键技术及应用

针对传统表面改性技术存在热输入大、结合力低及环境不友好等问题，该项目自主研发了能场复合激光表面改性技术及系列化装备，并实现了产业化应用。 主要包括： (1)提出了超音速粒子动能场与高能激光同步耦合沉积原理，发明了超音速激光沉积技术，突破了单一激光改性的材料限制，首次实现金刚石/Ni60、WC/Cu、WC/Stellite6等热敏感、高硬度以及颗粒增强复合材料的高效率微锻态激光沉积。 (2)首次提出了电磁复合场形成的定向洛伦兹力调控熔池流体传质传热的原理，发明了电磁复合场协同激光改性技术，突破了传统激光改性工艺调整的极限，实现了熔池的主动排气、形貌控制、增强颗粒分布调控、组织调控以及窄隙部位的高密度充型等效果。 (3)开发了电磁复合场同步耦合、超音速粒子复合激光同轴喷嘴和同步感应加热等多个能场复合改性关键单元，进一步集成多信息融合的工艺参数自整定闭环控制系统和基于神经网络的工艺专家系统，研制了响应快速、改性效率高、可模块化装运和灵活移动的表面改性智能装备。 经第三方检测和用户使用表明，采用该项目技术，获得了热影响区≤9μm、硬度达HV1300、无开裂的改性层。由中国机械工程学会组织的鉴定会认为：“该项目创新性强，整体技术达到国际先进水平，其中熔覆沉积层形性调控技术达到国际领先水平”。该项目已发表论文120余篇，其中SCI、EI收录论文31篇，参编英文专著2部，获得国家标准1项，获授权专利37项。该技术已经成功应用于能源动力、矿山机械、石油化工、医疗器械等多个行业的200多家企业，处理总量超过86万件。相关产品应用于中国多项重点重大工程，同时出口到欧美及“一带一路”沿线等30多个国家。据统计，近三年累计新增销售额58.16亿元，新增利润18.95亿元，新增税收2.02亿元，新增出口额7.15亿元，获间接经济效益9.59亿元。