为了提高热锻模具的高温磨损性能, 以H13钢为基体材料, 采用半导体激光器在其表面激光熔覆Co基WC复合粉末。通过显微硬度计、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高温摩擦磨损试验机对熔覆层的硬度、显微组织和高温耐磨性进行了研究。结果表明, 激光熔覆后涂层的显微硬度和高温磨损性能在很大程度上得到了提高。经分析, 该涂层主要组成相为过饱和固溶体Co, 硬质相CoCx、Fe3W3C、(Cr, Fe)23C6等。涂层在600 ℃高温磨损过程中, 一方面, 硬度相对较低的富Co区先磨损, 使硬度较高的碳化物硬质相凸显出表面, 阻止了对磨材料的磨损作用; 另一方面, Co、Cr元素在高温摩擦过程中促进了具有润滑作用的氧化膜CoO、CoO·Cr2O3的形成, 使摩擦系数降低, 从而使得熔覆层的高温耐磨性提高了2 倍左右。熔覆层高温磨损机制主要以磨粒磨损和粘着磨损为主。

采用自主开发的材料体系对5CrMnMo钢堆焊层表面进行了激光合金化处理。研究了堆焊层激光合金化处理后的组织和显微硬度。在优化的工艺参数下，获得了表面光洁、与基材形成良好冶金结合的强化层。合金化层平均硬度HV750。应用于热锻模具，斯太尔曲轴切边模寿命提高了60%。研究与生产应用表明，激光制备的原位合成颗粒增强表层微观结构和激光合金化层堆焊层5CrMnMo钢基材形成连续的宏观梯度组织结构，是模具服役寿命提高的关键因素。