激光强化增材制造技术在刀（模）具行业有着广泛应用，本文着重从3C刀模（平刀、圆刀），玻璃模具（冲头、成模、口模、芯子），农用机械刀具（割草机），日用品刀具（切片刀、牛排刀）等典型应用的材料和设备，分析激光强化增材制造技术给这些行业和产品带来的机会。

激光熔覆技术是一种创新的表面改性方法，属于定向能量沉积（DED）技术的一种。其基本原理是使用高能激光束作为热源，与金属合金粉末同步作用于金属基材表面，快速熔化局部区域形成熔池，再通过激光的热作用迅速凝固形成致密且均匀的冶金结合层。熔覆层的厚度可控，且其物理、化学和力学性能得到显著改善，能够有效提高基体材料的耐磨性、耐蚀性、耐高温性、抗氧化性等表面性能，广泛应用于材料表面强化、缺损修复等领域。近年来，它已成为国内外激光表面改性研究的热点。

激光熔覆技术的特点包括：1）强韧性好：组织细化，同时兼顾强韧性，同等硬度下具有更好的耐磨性；2）界面强度高：熔覆层与基材之间形成冶金结合，抗拉强度可超过500 MPa，通常大于基材的强度，确保了其高强度的承载能力；3）稀释率低：激光熔覆的稀释率通常小于3%，保证了熔覆层的高硬度（通常较传统工艺高3-5 HRC）和优良的耐磨性、耐温性；4）熔覆层组织的晶粒细小，组织致密，无孔隙，具有良好的各向同性，确保了熔覆层的优异力学性能；5）硬度均匀：表面没有软点，硬度差≦3HRC，有效层深内硬度一致性好；

激光淬火也被称为激光相变强化，它是一种激光表面热处理技术。其原理是利用激光将被加工材料表面迅速加热，使其温度达到相变点以上但低于熔点，依靠金属材料自身传导快速达到淬火的目的，由此得到晶粒较细小的马氏体组织，从而显著提高材料表面硬度和耐磨性，并且在表面形成压应力，提升材料的使用寿命。

激光淬火工艺的核心特点包括细化晶粒硬度高、热影响区小、变形量小、形成残余压应力、选区淬火柔性好，以及绿色环保 (无需水、油等淬火液)等。

激光合金化是利用高能密度的激光束快速加热熔化特性，使基材表层和预制好的超细金属或喷在工件表面的金属陶瓷涂料熔化混合，形成以原基材为基底的新的合金层，从而显著改善材料表面物理化学性能的一种表面强化技术。激光合金化技术通过局部加热和合金化，避免了传统方法中可能带来的大量热输入，减少了材料的整体变形和应力。

激光合金化技术的特点是组织细密、耐磨性高、无需后续加工、成本低、变形小、速度快、工艺可塑性大。

激光淬火、激光熔覆、激光合金化都属于激光强化与增材制造技术的范畴，是一种绿色制造技术。这些技术通过改变金属材料表面的微观组织结构、化学组成及物理性能，能够显著提升材料的耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等性能，并具有较强的修复和表面改性能力。它们不仅可以提高机械产品的性能，还可以对高价值的机械部件进行修复，是具有可控性好、节能环保、可实现智能化制造的表面处理技术。因此，激光强化与增材制造技术已成为现代制造和表面工程中的关键技术之一，将会在各个行业中得到更加广泛的应用。

在模切行业中，激光熔覆技术作为一种先进的表面处理手段，已广泛应用于刀模刃口的强化和修复。通过将高硬度、高耐磨的模具钢粉末通过激光束熔化并沉积在刀模的刃口上，形成一层均匀致密的耐磨层，激光熔覆不仅能够替代传统的热处理工序，还有效降低了原材料采购成本，显著提高了刀模的使用寿命和性能。

“好钢用在刀刃上”，针对刀模的特定需求，久恒光电公司研发了刀刃专用合金，该合金采用激光熔覆技术进行增材制造，能够显著提升刀口的锋利度和持久性。同时，专用合金材料还具备出色的耐腐蚀性能，这对于延长刀模的使用寿命和提高切割精度至关重要。该合金的应用范围广泛，涵盖了多个行业，包括3C电子、汽车、印刷、包装、医疗、日化、航空等领域的模切刀具，以及各种厨房刀具的生产。

久恒光电开发的系列刀刃专用合金具有一系列显著优势，主要包括：使用寿命长。切割PC薄膜的使用寿命是DC53的1.2-1.5倍；耐腐蚀性能好。采用低碳马氏体不锈钢，刀刃具有很好的耐腐蚀性能；增材制造近净成形。后续机械加工时间短，尤其适用于大型刀模；刀线硬度可调控。可以根据不同的切割需要调整刀线的硬度；熔覆效率高。每分钟可以熔覆一米刀线；基材采用普通钢。大大降低刀模材料成本；不需要真空热处理。交期缩短2天；旧辊再制造。旧辊可以反复使用。

激光熔覆技术可以提高玻璃模具的成品率，具有使用寿命长、孔隙率低、结合强度高、粉末利用率高、生产效率高等特点，并且能够大幅度降低生产成本。该技术主要针对瓶、罐、器皿的口模、成模、底模、口环、冲头等主要部位模具的激光熔覆，尤其适合于小口压吹冲头。

针对激光熔覆玻璃冲头的主要性能，以硬度为HRC60-68的工件来看，其选用的合金材料为高温镍基合金、镍基碳化钨合金，以及钴基高温合金；激光熔覆后的孔隙率小于0.1%，熔覆层厚度1.2mm；有效涂层为0.8mm.

另外，由久恒光电首创的激光喷焊技术是在激光熔覆技术上发展起来的一种新工艺，同时兼具高速激光熔覆的技术优势和喷焊的技术特点。激光喷焊超快的冷却速度，使得制备的涂层具有细小的晶粒组织结构，从而显著提升了涂层的力学性能、耐磨性及耐腐蚀性能，同时具有极低的孔隙率和极高的结合强度。

与传统激光熔覆相比，激光喷涂展现出涂层制备效率高（熔覆效率通常是传统方法的几倍甚至十倍以上）、热影响区小、工件变形小、成形质量好以及节省合金材料（最低可以实现厚度为100μm有效涂层）等优势。

例如，久恒研发的玻璃冲头专用喷焊设备的特点为：操作简单，一键成形，无需专业焊工；结合强度高，可达到300MP以上；工作效率快，是HVOF超音速喷焊的3倍；粉末利用率高，达到90%以上。同时，采用玻璃成模专用激光熔覆设备，工艺效率可提高3倍，粉末节省2倍，模具使用寿命提高2倍。

刀具作为生产加工中不可或缺的工具，其使用寿命和性能直接影响到产品质量和生产效率。然而，长期的使用会导致刀具磨损、断裂等损坏情况，影响使用效果。因此，对于刀具的修复和再利用变得愈加重要。在刀具修复领域，激光熔覆技术可以用于刀具表面的修复和加强。

久恒光电研发的激光熔覆刀具采用了新型奥氏体不锈钢厨用刀具的生产方法，可以使刀具具有良好的耐腐蚀性、且具有较高的刃口硬度、优越的韧性以及刀刃持久锋利度的提升。刀刃上使用了公司自主研发的激光熔覆特殊合成合金粉末—低碳高铬马氏体合金粉末。刀身材质采用304Cu食品级抗菌奥氏体不锈钢，防腐防锈。经广东省生物分析检测中心分析检测，抗菌性能强，永久抵御日常生活中常见的各类细菌，环保健康、卫生安全。

刀具刃口采用高科技激光熔覆技术，特殊合计粉末钢刃口层，耐磨性强硬度高且经过精密的回火工艺处理，让刀刃持久锋利度，解决多次重复磨刃烦恼。在刀刃上进行激光熔覆，刃口硬度HRC61±1；初始切割性能为ICP（锋利度）＞110MM；介质总切割厚度  TCC（耐用度）＞600MM。将合金粉末熔覆到刀刃上，完全诠释了“好钢用在刀刃上”。

切片刀刀刃激光熔覆设备是专为五金刀具行业定制开发的激光熔覆设备，采用先进的激光熔融沉积技术和双工位模式，通过激光将高硬度粉末钢精确熔焊在刀刃上，可对各种餐刀、厨刀等刀具刃口进行激光熔覆强化加工。

该设备的熔覆材料适应性广，可选用不同硬度的合金。基材包括马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢等；刀片宽度：2.0-3.0mm；熔覆层厚度：1.8mm-2.5mm。

激光淬火可以精准控制淬火的宽度和深度，得到细化的马氏体组织，实现刀刃又硬又韧，对刃口的局部淬火既保留了刀具整体的韧性，又提高了刃口的锋利度和耐磨度，延长了刀具的使用寿命。该技术主要应用于餐刀、园林工具、刮刀、美工刀、手动工具等各种五金工具刃口的强化。

激光淬火应用于牛排刀时，展现出的特点包括：热影响区小，变形小；淬火硬度比普通方式高3~5HRC；无需冷却介质，清洁、环保；细针马氏体组织，让刃口具备较强的韧性；可批量化、自动化生产，能够很好的保证产品的一致性、稳定性的同时，大大提高生产效率。

久恒激光研发的全自动牛排刀激光淬火设备适用于各类五金工具、剪切工具刃口、刀具刃口淬火，尤其适合厨房马氏体不锈钢的刃口淬火；适合的材料包括碳钢、铬钢等。该系列机型配置专用的高功率激光器，激光器使用寿命长，功率稳定，可长时间连续工作；特殊优化的激光淬火头和淬火工艺，保证大批量连续淬火的淬透性、一致性和稳定性；采用多工位淬火方式，配置高速移栽机构，实现自动上下料，生产效率高；淬火组织细密，硬度高，具有更好的耐磨性能；淬火过程无需冷却介质，环保、清洁，比网带炉淬火节能80%。

激光强化增材制造技术在刀（模）具行业的应用日益广泛，尤其是在刀模、玻璃模具、五金刀具等领域，通过激光熔覆、激光淬火和激光合金化等技术，能够显著提高材料的耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性，延长刀具的使用寿命并减少维护成本。此外，激光技术的环保性和高效性使得这些技术在制造业中具备了重要的市场前景，推动着行业向智能化、绿色制造方向发展。