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铝合金在航空航天和汽车等领域中具有广泛的应用,其优点是密度小、比强度高、易加工等。然而,在实际应用中,铝合金存在一些问题,例如表面硬度低、摩擦系数大、耐磨性差等,这在很大程度限制了铝合金的应用范围。为了改善铝合金的耐磨性,本文采用激光熔覆技术在铝合金表面制备了Ni基涂层和Fe-Al涂层,研究了两种涂层的激光工艺参数、熔覆层的宏观形貌、显微硬度、物相、显微组织及耐磨性能。此外,还探讨了两种活性剂SiO2、Cr2O3对熔覆层尺寸的影响。利用YAG激光器在ZL114A铝合金表面熔覆了Ni60合金粉末。研究表明,在优化的激光工艺参数下,能得到宏观质量较好且与基体呈冶金结合的Ni基涂层,涂层厚度约为0.4mm,涂层的平均硬度为518HV,与基体相比较,涂层的硬度提高了23倍;熔覆层主要由Ni4Al3、Ni2Al3、AlNi、Fe3Si、Ni3Al相组成;ZL114A基体的磨损体积为1.8132mm3,Ni基涂层的磨损体积为0.3333mm3,与基体相比,涂层的耐磨性提高了5.44倍;添加活性剂SiO2有增加熔深和熔宽的效果;ZL114A磨损机制主要为较为严重的粘着磨损和塑性变形犁沟,Ni基涂层磨损机制主要为磨粒磨损和轻微的粘着磨损。利用CO2激光器在ZL114A铝合金表面激光熔覆了60Fe-40Al(wt.%)、70Fe-30Al(wt.%)、80Fe-20Al(wt.%)、90Fe-10Al(wt.%)混合粉末后,制得了以FeAl、Fe3Al、Fe2Al5、FeAl3等金属间化合物作为强化相的Fe-Al涂层,涂层组织致密、均匀,与基体呈冶金结合,涂层厚度达0.9~1.3mm。四种涂层的平均硬度依次为311HV、363HV、537HV、569HV,较基体提高了3~6倍;磨损试验结果表明,四种不同成分涂层的磨损体积分别是0.4607mm3、0.3648mm3、0.3073mm3、0.3043mm3,而基体磨损体积为1.8132mm3,不同成分的Fe-Al涂层均显著提高了铝合金基体的耐磨性;60Fe-40Al、70Fe-30Al的磨损机制主要为剥落磨损,80Fe-20Al、90Fe-10Al的磨损机制主要为磨粒磨损。总之,在铝合金表面激光熔覆Ni基涂层和Fe-Al涂层,由于有一系列的Ni/Al、Fe/Al系金属间化合物的生成,这将大大提高铝合金的表面硬度和耐磨性。