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激光熔覆行业概述

激光熔覆技术又称激光增材制造技术，是以高能激光为热源，以金属合金粉末为熔覆材料。通过使用激光和金属粉末的同步发展作用，使金属进行表面可以快速熔化形成熔池，然后学生快速凝固形成一个致密、均匀、厚度可控的冶金结合层。从而可以显著提高工件的耐磨性、耐腐蚀性、耐热性、抗氧化性等性能，或者达到修复工件表面尺寸、强化延寿的效果。

激光熔覆技术起源于20世纪70年代，随着高功率激光的发展而逐渐兴起，它是一种先进的表面化学改性处理技术。通过在基体表面添加熔覆材料，用高能量密度的激光束熔化基体表面的薄层，在基体表面形成涂层，实现表面改性，是一种处理效果好、无污染的先进方式。

激光熔覆根据熔覆材料的供应可分为预置激光熔覆和同步激光熔覆。与预置激光熔覆相比，同步激光熔覆具有耗材少、可控性好、激光能量利用率高、熔覆层均匀、对基体热影响小等优点。同步进给完成的激光熔覆在实际应用中具有更高的生产效率，是激光熔覆技术的主要研究方向。

图表：激光熔覆技术分类

数据来源：智研瞻产业研究院整理

激光熔覆技术作为一种重要的表面涂层制备方法，在应用和实验研究方面逐渐得到发展，并越来越多地应用到生产实践中，相关的研究工作也越来越深入。从目前的研究现状来看，激光熔覆技术的发展趋势大致可分为以下几个方向:一是涂层类型由易熔覆金属涂层或陶瓷-金属复合涂层逐渐向难熔纯陶瓷涂层发展;二是涂层材料结构逐渐由传统材料向纳米结构材料发展;三是涂层功能由一般的力学性能逐步向电磁性能和生物相容性发展，应用领域由工业领域向医疗卫生领域发展。这些发展方向相互依存，相辅相成，共同推动激光熔覆技术的不断发展。

激光熔覆行业市场规模

激光熔覆系统集成与销售，耐磨耐蚀涂层加工服务，矿山设备耐磨件制造与销售，主要应用于矿山设备、工程机械、石油钻井、海洋船舶、电力能源、钢铁冶金等工业领域。近年来，受国内煤炭行业产品升级、环保升级等多重因素影响，高端智能综采设备激光熔覆需求增加。

统计数据显示，2018年中国激光熔覆设备行业市场规模26.09亿元，2022年中国激光熔覆设备行业市场规模50.20亿元。2018-2023年中国激光熔覆设备行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国激光熔覆设备行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

激光熔覆行业技术特点

1. 冶金结合强度高。激光熔覆利用高能激光束极高的集中能量瞬间熔化工件表面，同时将工件表面预设的合金粉末完全熔化或随激光束自动同步输送。激光束扫描后，基体通过自冷快速凝固，获得致密的涂层合金层。

2. 激光熔覆技术能够实现硬度和厚度的个性化选择。在进行激光熔覆后，我们可以根据需求，将熔覆层的硬度调整在HRC20-62的范围内，同时，熔覆层的厚度也可以按照企业的具体需求进行调整。

3.激光熔覆技术赋予了材料表面出色的耐磨和耐腐蚀性能。通过激光熔覆，我们能够在普通的碳钢表面形成一层具有出色耐磨和耐腐蚀性的合金层，从而显著延长了工件的使用寿命。

4.通过在基体表面形成具有不同合金性能和成分、冶金键合的合金涂层，激光熔覆技术使得企业能够在低成本基体上生产高性能的合金系统功能层，从而大幅降低了企业的建筑材料成本。

5.激光熔覆技术能够实现高质量的包层。该技术使得包层的变形小，机械设备的重复性好，界面结构更加致密，晶粒细，无任何孔洞、裂纹等缺陷。

图表：激光熔覆行业特点

资料来源：智研瞻产业研究院整理

激光熔覆行业面临问题

我国经过多年的发展，激光熔覆技术已经趋于成熟，取得了数千项科技发展成果，广泛应用于工业企业生产，为传统文化产业结构升级和优化产品质量管理提供了新的方法。尽管激光熔覆技术已经取得了显著的进步，但仍有一些关键问题需要解决。

1.开发专门的覆层材料系统。

激光熔覆材料的特性是影响该技术发展的核心因素。目前，由于激光熔覆缺乏专用的粉末材料，往往采用热喷涂材料作为替代，但这并不能满足激光熔覆技术的要求。实际上，这可能导致熔覆层的流动性差，从而引发气孔、开裂、夹杂物等问题，对熔覆层的质量造成不利影响。

2.创新设备开发。

我们需要研发出高功率、长寿命、小型化、便携式的激光熔覆设备，以进一步降低环境因素对设备的影响，使其适应大规模生产的环境，提高生产效率。此外，我们还需对内部控制系统进行优化，以提高其精度，并逐步实现自动化和一体化的生产模式。

3.开发新流程。

针对激光熔覆技术中存在的气孔、成分和结构不均匀、裂纹和开裂等缺陷，可以考虑开发一种新的激光熔覆复合技术和其他激光增材制造技术，在克服各自问题的同时，结合这两种技术的优点，达到“1+1＞2”的效果，不断拓展激光熔覆技术的应用前景。

图表：激光熔覆行业面临问题

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资料来源：智研瞻产业研究院整理

激光熔覆行业发展趋势

中国是装备制造大国。“十五”期间，以智能制造、新能源汽车、海洋工程装备、轨道交通装备、航空航天装备等为代表的高端装备制造业快速发展。在船舶装备和轨道交通装备制造领域，各种涉及磨损和腐蚀失效的轴、轨都可以通过激光熔覆技术进行强化，提高零件的耐磨损和耐腐蚀性能，延长其使用寿命。对于失效零件，激光熔覆可实现绿色无公害修复，实现成本节约、节能降耗、节材降耗。未来，激光熔覆将逐步取代电镀、喷涂、加弧等传统修复方式，应用于煤矿、石化、船舶装备、轨道交通等高端装备制造行业，具有广阔的市场空间。

激光熔覆技术因其稀释率低、与基体的冶金结合性好，在航空航天、石油化工等领域得到了广泛的应用。超高速激光熔覆技术的出现在机械零件维修和增材制造中具有非常广阔的发展前景。激光熔覆技术虽然在许多领域得到了初步应用，但仍存在一些技术瓶颈，限制了应用领域的拓展。

1. 创新技术，优化设备

超高速激光熔覆技术的出现，解决了传统激光熔覆效率低的问题，并且可以形成极薄的熔覆层，在高精度成形方面具有很大的优势。其发展尚处于起步阶段，在包覆设备、材料、成形机理等方面有待进一步研究。该技术在解决增材制造技术效率低、精度差的问题上具有很大的潜力，也是激光熔覆技术发展的主流方向之一。对于一些复杂的、巨大的高温零件，一旦在某些地方损坏，就很难修复，这就需要激光熔覆设备的发展和改进。可与机器的智能视觉感应系统相匹配，使其能够准确地感应到与零件表面的距离并优化扫描路径，从而完成形状复杂的结构件表面的修复或高温涂层的保护。

2. 降低成本，扩展应用。

目前，激光熔覆的应用主要是零件的修复，但在防护涂层的制备方面还没有得到广泛的应用，特别是在热端零件的隔热和防护涂层的研究方面，主要受到激光熔覆技术成本的限制。与热喷涂技术相比，激光熔覆技术的成本更高，这主要来自于粉末材料的消耗成本。今后应从提高粉末利用率入手，降低激光熔覆技术的成本，扩大对涂层保护的研究，推广其实际应用。

图表：激光熔覆行业发展趋势

资料来源：智研瞻产业研究院整理