高速钢由于其工艺性能好,强度和韧性配合好,在目前刀具市场上的占有很大市场份额。高速钢广泛的应用于各类机械加工场景中。同时在工程应用中,高速钢刀具存在磨损、应力腐蚀及疲劳破坏等失效现象。尤其当加工条件相对苛刻时,高速钢刀具的硬度及高温性能都难以满足加工要求。从而降低了生产效率。因此对常用的高速钢刀具进行性能优化是一项很有必要的事情。而通过调整合金材料成分或者改善刀具结构来提高刀具性能,不仅难度大而且成本高。激光熔覆技术作为一种成熟的表面改性技术,不仅能够实现刀具性能的提高,还可以作为一种刀具修复手段降低工具的消耗。本文利用激光熔覆技术的工艺优势,采用Fe-Al-Ti-WC复合粉末在高速钢表面进行新型刀具涂层的研究工作,完成的主要研究工作如下:（1）通过设置单因素试验,研究了激光工艺参数（包括:激光功率、扫描速度、送粉速度、搭接率）对多道熔覆层熔融情况及表面形貌的影响规律。结果表明:熔覆层的熔融程度主要受激光功率及扫描速度的影响,熔覆层的表面形貌则受到各工艺参数的综合影响。依据单因素试验所得的较优的工艺参数范围,设计正交试验,以熔覆层的表面形貌、显微硬度、横截面的裂纹率和气孔率为指标综合评价。分析得到较优的激光工艺参数为:激光功率P=1.0 k W、扫描速度V₁=350 mm/min、送粉速度V₂=50 L/min,搭接率40%。（2）利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱分析仪（EDS）和显微硬度仪分别对不同搭接率下制备的熔覆层与基体的冶金结合状态、物相组成、微观结构、显微硬度进行了分析与测试。结果表明:在优化后的工艺参数下,搭接率为40%时制备的熔覆层与基体呈良好的冶金结合态,WC及原位生成的Ti C、Al₂O₃等硬相弥散分布于涂层中,大部分硬相存在于晶粒内部及晶界上,起到细化晶粒的作用;熔覆层硬度呈梯度分布,平均显微硬度为HV 1309,约为基体的2倍。随着多道熔覆层搭接率的提高,熔覆层中的物相组成基本不变;过低的搭接率影响熔覆层的整体形貌,搭接率过高又会使得熔覆层性能降低。（3）通过研究不同Al含量下熔覆层的组织与性能,结果表明:在不添加Al的熔覆层内部存在大量的气孔与裂纹,内部结构松散,组织分布不均;添加的Al含量为20 wt%时,熔覆层内部气孔与裂纹明显减少,显微硬度达到预期要求;继续提高复合粉末中Al粉含量至30 wt%时,熔覆层显微硬度明显下降且已低于高速钢基体的显微硬度。（4）利用表面性能综合测试仪对不同搭接率和不同Al含量下制备的熔覆层进行了干滑动摩擦磨损试验（室温下）,并利用扫描电镜（SEM）对磨痕进行了观察分析。结果表明:随着搭接率的提高,熔覆层的平均磨擦因数先增高后降低;熔覆层的磨损机制由粘着磨损、磨粒磨损逐渐转变为剥层磨损,搭接率为40%时,熔覆层的耐磨性较基体提高了3.5倍。不含Al的熔覆层主要为剥层式磨损,其磨损面裂纹较多,在试验过程中脆性脱落严重;Al含量20 wt%时,熔覆层的磨损形式也主要为剥层式磨损,但磨损面规则完整,磨损量很小;继续增加熔覆层中Al的含量,熔覆层的磨损机制转变为粘着磨损和磨粒磨损,磨损量增大,耐磨性降低。（5）利用电化学工作站,对不同搭接率和不同Al含量下制备的多道搭接熔覆层进行了电化学腐蚀测试。结果表明:熔覆层的耐腐蚀性随着搭接率的提高先增高后下降;随着Al含量的提高,熔覆层的耐腐蚀性也相对提高。