汽车活塞环的工作环境严酷恶劣,随着汽车产业的发展,汽车活塞环的失效问题日益突出。近些年来,激光熔覆在提升金属表面性能方面的应用发展迅速,并因其特点突出获得了广泛的关注和研究。本课题以镍基合金粉末与碳化铬粉末组成的复合材料粉末为熔覆材料,使用机械混合法将两种粉末参照相关比例混合,以H13钢为基材,借助同轴送粉完成激光熔覆试验,研究激光熔覆工艺参数及碳化铬添加量的不同对涂层组织结构以及性能的作用影响,从而提出一种比较适合用于提升汽车活塞环表面性能的选择。主要研究内容如下:（1）采用响应曲面法的中心复合设计试验方案,对激光熔覆过程涉及到的主要工艺参数如激光功率、扫描速度、送粉速率进行研究,根据回归模型提供的优化组合,确定的最优工艺参数是:激光功率P为376W,扫描速度v为4.5mm/s,送粉速率f为0.7r/min。从而制备镍基合金单道熔覆层。通过对搭接率、扫描方式及Z轴提升量的研究,确定多道多层熔覆试验的搭接率为0.22,轨迹方式为双向轨迹,Z轴提升量为0.642mm,制备镍基合金多道多层熔覆层。（2）完成镍基碳化铬复合材料涂层制备,其中碳化铬添加量分别为15%、17%、19%、21%、23%和25%。各涂层的宏观形貌整体较好,没有特别显然缺陷出现;其显微组织致密完整,涂层与基材均形成“白亮带”的冶金结合,从基材到熔覆涂层顶部的组织结构为平面晶→柱状树枝晶→等轴树枝晶。涂层物相由Cr-Ni-Fe-C固溶体、Cr23C6及Cr7C3碳化物三种相所组成。涂层显微硬度高于基材的2～3倍,起到较好的强化作用。复合材料涂层的相同位置处的残余应力数值相近;涂层中心位置的值较大,基材表面边沿的热影响区的值较小。（3）结合汽车活塞环的服役境况,完成涂层性能检测。复合材料涂层在相同条件下进行干摩擦磨损试验,磨损量及平均摩擦系数随着碳化铬添加量的提高有所减小,减摩性也随之提高。摩擦过程中的作用属于磨粒磨损,存在塑性变形与切削、断裂与剥落的磨损机制。在所设温度下进行长时间高温氧化试验,碳化铬添加量是21%和25%的涂层体现了较好的高温氧化性;其衍射图谱由Cr2O3氧化物和FeNi合金的衍射峰所组成。