李 波，胡耀峰，田 凱，姜家濤，吳麗娟，姚建華

(1.浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，浙江 杭州 310023)

(2.國網(wǎng)寧夏電力有限公司超高壓公司，寧夏 銀川 750001)

1 前 言

冷噴涂(cold spray，CS)，又稱冷氣動力噴涂(cold gas dynamic spray，CGDS)，是20世紀(jì)80年代中期由前蘇聯(lián)科學(xué)院西伯利亞分院理論與應(yīng)用力學(xué)研究所的研究人員在做風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)首次發(fā)現(xiàn)，并于1990年被正式提出[1]。冷噴涂技術(shù)是基于空氣動力學(xué)與高速碰撞動力學(xué)原理的一種材料沉積技術(shù)，利用預(yù)熱的高壓氣體(氮?dú)?、氦氣、壓縮空氣或其混合氣體)在收縮-擴(kuò)張型Laval噴嘴中將微米級(粒徑約為10～70 μm)的金屬或金屬/陶瓷復(fù)合粉末顆粒加速到300～1200 m/s的速度，然后在遠(yuǎn)低于材料熔點(diǎn)的狀態(tài)(固態(tài))下與基體發(fā)生碰撞，粉末顆粒和基體同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈塑性變形實(shí)現(xiàn)結(jié)合[2]。常見的冷噴涂技術(shù)包括高壓冷噴涂(工作氣體壓力>1 MPa)[3]、低壓冷噴涂(工作氣體壓力≤1 MPa)[4]以及真空冷噴涂[5]。冷噴涂能夠沉積的材料范圍包括純金屬[6]、合金[7]、陶瓷[5]、金屬間化合物[8]以及復(fù)合涂層材料[9]等。與電弧、等離子、火焰等傳統(tǒng)的熱噴涂技術(shù)相比，冷噴涂技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是加工溫度低，粉末顆粒不需要熔化，這樣就能保證即使在大氣氣氛下，金屬粉末顆粒也不會發(fā)生氧化相變。因此，冷噴涂技術(shù)特別適合于熱敏感材料(如納米晶[10]、非晶材料[11])以及易氧化材料(如銅合金[12]、鋁合金[13]、鈦合金[14])的沉積。此外，冷噴涂沉積效率高的特點(diǎn)使其近些年成為增材制造領(lǐng)域的新興熱門技術(shù)之一[15，16]。冷噴涂技術(shù)已在航空航天、能源動力、電子電力、生物醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域的表面修復(fù)再制造、表面功能涂層制備以及零部件增材制造等方面得到了廣泛應(yīng)用[17]。

冷噴涂顆粒間的結(jié)合質(zhì)量是決定沉積層性能的關(guān)鍵因素。針對冷噴涂固態(tài)顆粒結(jié)合機(jī)制，國內(nèi)外學(xué)者提出了顆粒界面絕熱剪切失穩(wěn)、顆粒界面高應(yīng)力波釋放誘導(dǎo)材料射流形成、顆粒表面氧化膜破碎促進(jìn)新鮮金屬接觸等多種微觀理論體系以及機(jī)械結(jié)合、冶金結(jié)合、物理結(jié)合、化學(xué)結(jié)合等多種界面結(jié)合方式[18，19]。然而，冷噴涂基于劇烈塑性變形實(shí)現(xiàn)固態(tài)沉積的技術(shù)特性，使其在沉積高強(qiáng)度、高硬度、脆性材料時(shí)受到限制，面臨沉積效率低、界面結(jié)合弱、致密性差等問題。此外，冷噴涂沉積過程中顆粒的劇烈塑性變形會產(chǎn)生“加工硬化”效應(yīng)，導(dǎo)致沉積層塑性較差。為了克服冷噴涂存在的技術(shù)瓶頸，國內(nèi)外學(xué)者一方面對冷噴涂噴嘴內(nèi)氣-固兩相流行為、粒子加熱加速行為以及過程工藝參數(shù)(包括氣體參數(shù)、送粉參數(shù)、噴嘴參數(shù)等)等進(jìn)行研究并優(yōu)化[20，21]；另一方面則通過對冷噴涂沉積層進(jìn)行后續(xù)處理[22，23]或?qū)⒗鋰娡颗c其他技術(shù)進(jìn)行復(fù)合(如噴丸輔助冷噴涂[24]、激光輔助冷噴涂[25]、靜電輔助冷噴涂[26])以尋求突破。激光技術(shù)由于具有高柔性、高質(zhì)量、環(huán)境友好、可靈活選擇等優(yōu)點(diǎn)[27]，將其與冷噴涂進(jìn)行復(fù)合在近些年得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注[25，28]。目前，激光與冷噴涂復(fù)合主要有以下幾種情況：① 激光對冷噴涂基體的預(yù)處理；② 激光與冷噴涂過程的同步耦合；③ 激光對冷噴涂沉積層的后處理。

本文基于作者團(tuán)隊(duì)在激光復(fù)合冷噴涂領(lǐng)域的長期研究經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過充分的文獻(xiàn)調(diào)研，從激光與冷噴涂的復(fù)合方式、復(fù)合效果以及激光復(fù)合對冷噴涂沉積層的微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響等方面綜述了國內(nèi)外激光復(fù)合冷噴涂的最新研究進(jìn)展，在此基礎(chǔ)上，展望了激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)的發(fā)展趨勢，以期為該技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用提供借鑒。

2 激光對冷噴涂基體的預(yù)處理

在冷噴涂過程中，基體的表面狀態(tài)(如表面清潔度、表面粗糙度、表面溫度等)對沉積層/基體的界面結(jié)合具有重要影響。激光對冷噴涂基體的前處理是指利用高能激光束(連續(xù)激光或脈沖激光)對冷噴涂基體進(jìn)行預(yù)處理，包括表面去污、表面微織構(gòu)、表面預(yù)熱等。

Danlos等[29]首次提出利用激光技術(shù)對基體材料進(jìn)行預(yù)處理。在噴涂實(shí)驗(yàn)前采用兩束激光對基體表面進(jìn)行預(yù)處理：一束激光用于去除基體表面污染物，另一束激光用于基體預(yù)熱，如圖1所示。激光清洗可有效去除基體表面的油污、氧化物等雜質(zhì)相，實(shí)現(xiàn)基體新鮮表面和沉積顆粒的緊密結(jié)合[30]；激光預(yù)熱可在基體表面形成特殊的微觀形貌，增加表面粗糙度，促進(jìn)基體與沉積顆粒的有效接觸面積[31]。與去脂、噴砂、拋光等傳統(tǒng)的表面預(yù)處理技術(shù)相比，激光清洗和激光預(yù)熱可顯著提升冷噴涂沉積層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。Kromer等[32]利用脈沖激光在Al2O3和SiC陶瓷基體表面制備了規(guī)則排列的微孔結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，隨后采用冷噴涂技術(shù)在該基體上分別制備了Al/Al2O3、Ti/SiC和Cu/Al2O3復(fù)合涂層。與未經(jīng)過激光微織構(gòu)處理的基體相比，該基體上的顆粒沉積效率以及顆粒/基體的界面結(jié)合強(qiáng)度均得到了提升。這是由于基體表面微孔的存在增加了粉末顆粒和基體的接觸面積，有利于顆粒的有效沉積。Kromer等[33]還通過激光微織構(gòu)工藝的調(diào)變在基體表面制備不同尺寸的微孔，使其與沉積顆粒的尺寸相匹配，從而提升顆粒沉積效率以及顆粒/基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。

圖1 激光對冷噴涂基體的預(yù)處理示意圖[29]Fig.1 Schematic diagram of laser pre-treatment of cold spray substrate[29]

圖2 冷噴涂陶瓷基體表面的激光微織構(gòu)處理[32]Fig.2 Laser surface texturing on ceramic substrate of cold spray[32]

3 激光與冷噴涂的同步耦合

冷噴涂過程中，粉末顆粒撞擊基體的速度必須超過其臨界沉積速度，才能與基體實(shí)現(xiàn)有效結(jié)合。對于給定的粉末材料，其臨界沉積速度的經(jīng)驗(yàn)公式如下[34]：

Vcr=667-14ρ+0.08Tm+0.1σu-0.4Ti

(1)

式中，ρ為粉末材料的密度，Tm為粉末材料的熔點(diǎn)，σu為粉末材料的極限強(qiáng)度，Ti為粉末顆粒撞擊基體前的初始溫度。從式(1)可以看出，材料強(qiáng)度越高，臨界沉積速度越高。因此，在冷噴涂沉積高強(qiáng)度材料時(shí)，需要采用高溫高壓載氣(有時(shí)甚至需要采用He氣替代N2氣)，才能使顆粒撞擊速度超過其臨界沉積速度，這會導(dǎo)致較高的能耗和成本。從式(1)中還可發(fā)現(xiàn)，提高粉末顆粒的初始溫度有利于降低其臨界沉積速度。國內(nèi)外許多學(xué)者從數(shù)值模擬和試驗(yàn)的角度也證實(shí)了對粉末和(或)基體進(jìn)行加熱有利于粉末顆粒的沉積以及顆粒/基體的有效結(jié)合[35-39]。

近些年，將激光加熱與冷噴涂同步耦合的超音速激光沉積技術(shù)(supersonic laser deposition，SLD)[40]，也稱激光輔助冷噴涂技術(shù)(laser-assisted cold spray，LACS)[25]，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。該技術(shù)的原理示意圖如圖3所示[41]，經(jīng)拉瓦爾噴嘴加速的冷噴涂顆粒高速撞擊激光同步加熱的基體表面區(qū)域?qū)崿F(xiàn)沉積。噴涂顆粒在到達(dá)基體之前，需要穿過激光輻照區(qū)域，因此激光不僅能對基體表面區(qū)域加熱，還能對噴涂粉末進(jìn)行預(yù)熱，對粉末顆粒和基體起到同時(shí)軟化的作用。

圖3 超音速激光沉積原理示意圖[41]Fig.3 Schematic diagram of supersonic laser deposition[41]

激光同步耦合冷噴涂的技術(shù)優(yōu)勢主要有以下幾個方面。

(1)拓展了冷噴涂可沉積材料的范圍。由于激光的加熱軟化作用，高強(qiáng)度/高硬度材料的塑性變形能力得到提升，因此可以突破單一冷噴涂難以沉積高強(qiáng)度/高硬度材料的限制。姚建華團(tuán)隊(duì)[42，43]利用超音速激光沉積技術(shù)制備了Ni60涂層，涂層平均硬度高達(dá)867HV0.3(約為66 HRC)，如圖4所示，這是單一冷噴涂技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的；Jones等[44]采用超音速激光沉積技術(shù)在Mo基體上制備了W涂層，涂層拉伸強(qiáng)度高達(dá)724 MPa，與鍛態(tài)W相當(dāng)。在沉積單一合金材料的基礎(chǔ)上，超音速激光沉積技術(shù)還被用于制備以高強(qiáng)度/高硬度合金(如Ni60、Stellite-6)為粘結(jié)相的金屬基復(fù)合涂層，如金剛石/Ni60、WC/Stellite-6等復(fù)合涂層[45-48]。雖然單一冷噴涂技術(shù)也可制備以金剛石或WC顆粒為增強(qiáng)相的金屬基復(fù)合涂層，但都是以塑性較好的純金屬(如Cu，Al，Ni)為粘結(jié)相[49-51]。激光同步復(fù)合冷噴涂實(shí)現(xiàn)了Ni60、W、Stellite-6等高強(qiáng)度/高硬度合金及其復(fù)合材料的有效沉積，拓寬了冷噴涂可沉積材料的范圍。

圖4 超音速激光沉積Ni60涂層的顯微硬度[42]Fig.4 Micro-hardness of Ni60 coating prepared by supersonic laser deposition[42]

(2)改善了冷噴涂沉積層的界面結(jié)合。冷噴涂沉積層的界面結(jié)合包括沉積層/基體以及沉積層內(nèi)部顆粒之間的結(jié)合。單一冷噴涂技術(shù)是依靠噴涂顆粒與基體的塑性變形實(shí)現(xiàn)沉積，其結(jié)合機(jī)制以機(jī)械結(jié)合為主。沉積層內(nèi)部顆粒之間的機(jī)械結(jié)合會導(dǎo)致較高的孔隙率，而沉積層與基體之間的機(jī)械結(jié)合則會導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度低，沉積層容易剝落。在冷噴涂過程中同步耦合激光加熱，可加劇沉積顆粒的塑性變形程度，促進(jìn)沉積層內(nèi)顆粒界面以及沉積層與基體界面處的元素?cái)U(kuò)散，從而實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合。Bray等[52]對比分析了激光輔助冷噴涂(LACS)、冷噴涂(CS)以及高速氧燃料火焰噴涂(HVOF)這3種技術(shù)制備的Ti涂層的孔隙率，結(jié)果顯示LACS-Ti涂層具有最低的孔隙率(0.5%)，這歸功于激光對噴涂顆粒的加熱軟化效應(yīng)，使沉積粉末顆粒充分變形，顆粒之間實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合，從而達(dá)到較低的孔隙率。Li等[53，54]在超音速激光沉積Cu、WC/SS316L等涂層中也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。Li等[48]在超音速激光沉積WC/Stellite-6復(fù)合涂層中發(fā)現(xiàn)WC增強(qiáng)相與Stellite-6粘結(jié)相界面處存在明顯的元素?cái)U(kuò)散層，如圖5所示。這是由于激光的同步輻照增加了沉積顆粒界面元素?cái)U(kuò)散的熱驅(qū)動力，從而可實(shí)現(xiàn)界面冶金結(jié)合。章鋼等[55]在研究中發(fā)現(xiàn)激光同步輻照可誘導(dǎo)冷噴涂Ti6Al4V顆粒界面發(fā)生原位氮化反應(yīng)，使沉積顆粒界面實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。此外，激光同步輻照還可對基體進(jìn)行軟化，提高基體的塑性變形能力，從而提高冷噴涂沉積層與基體之間的結(jié)合性能，Gorunov等[56]研究發(fā)現(xiàn)超音速激光沉積316L不銹鋼沉積層與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度高達(dá)105 MPa。

圖5 超音速激光沉積WC/Stellite-6復(fù)合涂層中WC增強(qiáng)相與Stellite-6粘結(jié)相的界面結(jié)合[50]Fig.5 Interfacial bonding between WC and Stellite-6 in the WC/Stellite-6 composite coating prepared by supersonic laser deposition (SLD)[50]

(3)與單一冷噴涂或者單一激光熔覆涂層相比，激光輔助冷噴涂涂層表現(xiàn)出更優(yōu)的性能。Zhang等[41]對比研究了超音速激光沉積與激光熔覆Stellite-6涂層的抗氣蝕性能，結(jié)果顯示SLD-Stellite-6涂層的抗氣蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于LC-Stellite-6涂層，如圖6所示。這是由于SLD涂層較激光熔覆(laser cladding，LC)涂層具有更精細(xì)的晶粒、更低的稀釋率和更高的硬度。Wu等[57]研究了激光輔助低壓冷噴涂Cu涂層的耐腐蝕性能，結(jié)果表明激光輔助冷噴涂涂層比單一冷噴涂涂層具有更優(yōu)的耐腐蝕性能，這是由于激光同步輻照改善了涂層的致密性和沉積顆粒間的界面結(jié)合強(qiáng)度。在腐蝕測試過程中，涂層表面生成了連續(xù)致密的腐蝕產(chǎn)物膜，可有效阻隔腐蝕溶液侵入到涂層內(nèi)部，從而提高了涂層的耐腐蝕性能。Lupoi等[58]對比研究了SLD和LC Stellite-6涂層耐磨損性能，結(jié)果表明SLD-Stellite-6涂層較LC-Stellite-6涂層具有更低的摩擦系數(shù)，且在測試過程中，摩擦系數(shù)的波動也更小。在超音速激光沉積金屬基復(fù)合涂層的耐磨損研究中也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象[46，48]，激光同步輻照提高了復(fù)合涂層中增強(qiáng)相顆粒的含量，而且促進(jìn)了增強(qiáng)相顆粒與粘結(jié)相顆粒的界面結(jié)合，在磨損過程中，這些增強(qiáng)相顆粒能夠抵抗外力，提高涂層的耐磨損性能。

圖6 超音速激光沉積與激光熔覆Stellite-6涂層抗氣蝕性能對比[41]：(a)累積失重量，(b)失重速率Fig.6 Comparison of cavitation properties between SLD and laser cladding (LC) Stellite-6 coatings[41]：(a) cumulative mass loss，(b) mass loss rate

4 激光對冷噴涂沉積層的后處理

冷噴涂通過將高速噴涂的顆粒撞擊到基材表面產(chǎn)生劇烈塑性變形形成涂層，具有熱影響小、沉積速度快等優(yōu)勢。然而，冷噴涂涂層的多孔結(jié)構(gòu)、高殘余應(yīng)力和低結(jié)合強(qiáng)度等問題限制了其應(yīng)用。激光表面技術(shù)能夠改善冷噴涂涂層的組織和性能，其主要原理在于激光束的瞬時(shí)高能量使涂層表面瞬間加熱或熔化，隨后快速冷卻，從而使被激光處理過的涂層表面性質(zhì)發(fā)生改變，包括表面形貌優(yōu)化、晶粒細(xì)化和相變等，進(jìn)而提高涂層的致密性和結(jié)合強(qiáng)度，改善其相關(guān)性能。Marrocco等[59]首次提出利用激光表面技術(shù)對冷噴涂Ti涂層進(jìn)行后處理并進(jìn)行了工藝研究，旨在通過表面重熔消除涂層沉積物中的微觀孔隙，以探究其耐腐蝕性能。圖7為激光對冷噴涂涂層的后處理示意圖[60]。

圖7 激光對冷噴涂涂層的后處理示意圖[60]Fig.7 Schematic diagram of laser post processing of cold-sprayed coating[60]

激光表面技術(shù)作為冷噴涂涂層的后處理技術(shù)，具有如下的優(yōu)勢：

(1)非接觸性加工：激光表面技術(shù)是一種非接觸性的加工方法，能夠在不使涂層產(chǎn)生熱應(yīng)力和變形的前提下實(shí)現(xiàn)涂層組織和性能的調(diào)控。

(2)高精度加工：激光束聚焦后可在極小的區(qū)域產(chǎn)生高能量密度，可以對冷噴涂層進(jìn)行微區(qū)處理，從而提高涂層的質(zhì)量和性能，滿足不同應(yīng)用需求。

(3)高效率加工：激光后處理的加工速度比傳統(tǒng)熱處理方式更快，能夠大幅提高生產(chǎn)效率。

(4)熱影響區(qū)?。杭す馐芰烤劢乖诜浅Ｐ〉膮^(qū)域內(nèi)，與傳統(tǒng)的熱處理技術(shù)相比，能夠大幅降低后續(xù)處理對涂層和基體的熱影響。

由于缺乏后續(xù)粒子的沖擊，冷噴涂涂層表層較為疏松，存在細(xì)小孔隙和裂縫。對冷噴涂涂層進(jìn)行激光表面重熔處理，能夠大幅度降低沉積層的孔隙率，并且能消除表面涂層的層狀組織，使得涂層組織致密，微觀缺陷減少。陳正涵等[61]對冷噴涂鎳鋁青銅涂層進(jìn)行了激光重熔處理，結(jié)果顯示激光重熔后的涂層較噴涂態(tài)涂層更加致密，其主要結(jié)合方式由機(jī)械結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)橐苯鸾Y(jié)合。激光重熔后涂層的平均顯微硬度提高至354.4HV0.2，耐腐蝕和耐磨性能也優(yōu)于噴涂態(tài)涂層和基體。Sova等[62]對冷噴涂316L涂層進(jìn)行了激光后處理，經(jīng)過激光后處理的涂層孔隙率從3%～8%降至不足1%，電化學(xué)腐蝕曲線接近鑄態(tài)316L金屬材料本身，如圖8所示。Poza等[63]對304不銹鋼基體表面的冷噴涂Inconel 625涂層進(jìn)行了激光重熔處理，結(jié)果表明激光重熔能夠有效降低涂層的孔隙率，經(jīng)過激光重熔處理的涂層抗氧化性能和耐腐蝕性能高于未進(jìn)行激光重熔處理的涂層。Wolfe等[64]對冷噴涂Cr3C2/25%NiCr(質(zhì)量分?jǐn)?shù))復(fù)合涂層進(jìn)行了激光重熔處理，雖然部分Cr3C2在激光處理過程中發(fā)生了脫碳相變，但復(fù)合涂層的致密度和顆粒間的界面結(jié)合大大提高，復(fù)合涂層的硬度從450HV0.5提高到1015HV0.5。Kang等[65]通過對冷噴涂Al/Si復(fù)合涂層進(jìn)行激光重熔處理，顯著降低了復(fù)合涂層的表面粗糙度，并且激光的熱效應(yīng)使得復(fù)合涂層的組織結(jié)構(gòu)得到了細(xì)化，從而使大尺寸的Si顆粒熔化后以原子的形式固溶到Al基體中。

圖8 316L塊體、冷噴涂316L涂層以及激光重熔后的316L涂層極化曲線[62]Fig.8 Polarization curves of as-sprayed coatings，laser-treated coating and bulk material[62]

除了激光重熔以外，利用激光還可對冷噴涂涂層進(jìn)行后續(xù)熱處理以及殘余應(yīng)力調(diào)控。Podrabinnik等[60]通過冷噴涂技術(shù)將納米Al2O3陶瓷與Ni，Al合金粉末混合噴涂，后經(jīng)激光輔助退火強(qiáng)化處理，并對涂層中觀察到的AlxNiy相以及初始氧化鋁顆粒進(jìn)行了組織形貌表征，如圖9所示。相對于激光功率為10 W時(shí)的Al-Ni涂層，增加激光功率至20 W時(shí)能夠更有效地促進(jìn)Ni和Al元素在涂層中的均勻分布。結(jié)果表明，激光后續(xù)退火處理能夠有效增強(qiáng)Ni-Al系金屬間化合物相的形成。Hunter等[66]研究了激光對Al基體上冷噴涂Cu涂層殘余應(yīng)力的影響，結(jié)果顯示激光熱處理能完全釋放涂層中的殘余應(yīng)力，但隨后的快速冷卻過程會重新引入新的應(yīng)力。

圖9 冷噴涂Ni+Al2O3涂層的激光熱處理表面形貌及橫截面形貌[61]：(a，c)激光功率10 W；(b，d)激光功率20 W Fig.9 SEM images of cold sprayed Ni+ Al2O3 after laser post treatment[61]：(a，c) laser power of 10 W；(b，d) laser power of 20 W

5 結(jié) 語

激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)作為目前冷噴涂復(fù)合技術(shù)中的一個重要方向，得到了越來越多的關(guān)注。激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)的形式主要有3種：激光前處理、激光同步復(fù)合、激光后處理。激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)具有以下技術(shù)特性：

(1)激光前處理通過激光的高熱量輸入對基體進(jìn)行預(yù)處理，能夠軟化基體、對基體表面進(jìn)行表面清洗、增加基體表面的粗糙度，從而提高冷噴涂的沉積效率以及涂層的質(zhì)量。

(2)激光同步復(fù)合冷噴涂能夠制備單一冷噴涂技術(shù)所不能制備的高硬度金屬、高硬度金屬基復(fù)合材料涂層；相較于單一冷噴涂技術(shù)制備的涂層，激光的同步照射能夠提高涂層的致密度、涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度、涂層質(zhì)量、沉積效率；激光的加熱作用使得粉末沉積的臨界速度降低，可以采用氮?dú)獯姘嘿F的氦氣，使得氣體消耗成本降低。

(3)激光對冷噴涂涂層的后處理主要作用為：對涂層進(jìn)行激光重熔處理，降低涂層的孔隙率，使涂層組織更加致密，從而使涂層質(zhì)量得到提升；利用激光對涂層表面進(jìn)行處理，提升涂層表面性能；對涂層進(jìn)行激光退火，利用激光加熱涂層，再使涂層冷卻，從而改善涂層內(nèi)部組織，提升涂層性能。

激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)可以從以下幾個方面進(jìn)行突破：

(1)粉末對激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)制備的涂層性質(zhì)具有很大的影響，需要在目前已有的研究基礎(chǔ)上，拓寬沉積粉末的范圍，制備出性能優(yōu)異的金屬及其復(fù)合材料新體系。

(2)需要對激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)實(shí)行智能化控制升級，從而有效耦合激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)的各個單元，實(shí)現(xiàn)更有效的加工。

(3)激光復(fù)合冷噴涂技術(shù)涉及的加工參數(shù)眾多，需要通過數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，探索各參數(shù)之間相互的影響規(guī)律，在減少實(shí)驗(yàn)工作量的同時(shí)，為工藝參數(shù)的優(yōu)化和選擇提供理論指導(dǎo)。