为了分析激光功率对Co基梯度耐磨涂层组织和性能的影响, 采用激光熔覆在20CrMnMo钢表面依次熔覆St6, St12B, Co47+WC(质量分数为0.05)合金粉末制备厚度约为2.4mm的Co基梯度耐磨涂层, 进行了微观组织分析、显微硬度测试、摩擦磨损试验。结果表明, 不同激光功率下涂层表面均没有出现裂纹且各涂层中晶体形貌相似, 表层出现致密的等轴晶、过渡层出现粗大的柱状晶、底层出现平面晶和树枝晶; 600W时耐磨层中发现未熔WC颗粒, 800W耐磨层发现CoW2B2硬质相; 在600W～800W范围内, 激光功率越高, 涂层整体的显微硬度和耐磨性越好; 激光功率为800W时, 耐磨层显微硬度达到730HV0.1, 涂层耐磨性相对于基体提高了300%。此研究结果对激光熔覆制备Co基梯度耐磨涂层提供了参考依据。

以Fe60合金粉末为原材料, 通过添加1%～5%的SiC形成复合合金粉末, 利用激光直接沉积技术在Q235钢表面制备SiC增强Fe60合金高耐磨涂层, 主要应用OM、SEM、EDS、XRD、显微硬度测试和摩擦磨损等分析手段对样品的组织结构及性能进行了研究。结果表明, 在优化的激光工艺参数: 功率1 700 W、扫描速度6 mm/s、送粉量8.8 g/min、搭接率30％、光斑直径4 mm×4 mm和300 ℃预热等条件下, 成功制备出了无裂纹缺陷厚度达到6 mm的Fe基合金涂层; 沉积层组织由等轴晶、枝晶、柱状晶组成, 主要由α-Fe、γ-Fe及Cr23C6、Fe2B、Cr3Si原位增强相组成; 发现在300 ℃温度下预热能够有效消除制备高C高Cr含量Fe基涂层易出现裂纹的难题; 当SiC添加量为3％时, 制备涂层具有最高的硬度达到1 072 HV, 比未添加SiC的合金涂层提高了284 HV, 具有良好的耐磨性能。

利用YAG脉冲固体激光器, 在高纯氩气的保护下, 选取优化了的激光工艺参数在45#钢表面制备FeAlCrNiSiC六元高熵合金涂层。主要采用OM、SEM、EDS、XRD和显微硬度等分析手段, 对实验制备的合金涂层的形貌、组织结构、成分、相结构、硬度及相关机理进行了研究。实验结果表明: 优化的激光熔覆工艺参数为功率85 W, 激光扫描速度为5 mm/s, 能量密度47 J/mm2, 搭接率50%。采用此优化工艺参数成功制备了与基体形成良好冶金结合的FeAlCrNiSiC高熵合金涂层。制备涂层的硬度达到了800 HV, 涂层的内部结构由条状等轴晶及网状枝晶组成, 组分偏析得到了有效缓解。合金涂层具有FCC结构的γ-Fe和BCC结构的FeAlCrNiSiC固溶体的简单物相, 合金元素Al、Cr、Si、Ni、C固溶在两种多组元固溶体中, 增加了晶格畸变, 使涂层具有高的硬度。

为改进钛合金的耐磨性能，开发在高温环境、大温度落差条件下使用具有热应力缓和功能的新型涂层，应用激光技术在钛合金表面制备了钛基梯度功能耐磨涂层，分析了梯度层宏观形貌和微观组织，并测试了各主要元素梯度变化规律。结果表明，梯度层和基材实现良好冶金结合，白亮熔合线区宽度10～20μm。随着氧化铬含量的改变，各梯度层微观组织均发生变化。各层之间过渡缓和自然，平行间距均为0.3mm。第一层以等轴晶为主，第二层绝大多数为细化的球状、块状颗粒和少部分树枝状晶粒，第三层以枝晶为主。各元素SEM线扫描分布规律和理论设定规律总体趋势一致，符合梯度规律变化的理论要求。

在45钢表面用激光束熔覆了TiNp/镍基合金复合耐磨涂层，对涂层的组织和滑动磨损性能进行了分析，并讨论了不同激光工艺参数下涂层稀释度的变化情况。熔覆层由TiN颗粒、γ-Ni初晶以及γ-NI+(Fe，Cr)23(CB)6共晶构成。初晶γ-Ni中观察到高密度的位错，共晶化合物(Fe，Cr)23(CB)6中出现了大量的层错亚结构，这些特征均使得涂层中的基体相得到了强化。在激光熔覆过程中硬质相TiN颗粒边缘发生了部分溶解，冷却过程中重新凝固的TiN以细小枝晶状独立形核析出。复合涂层中由于TiN颗粒的存在使得涂层硬度显著提高，在摩擦系数不明显变大的前提下耐磨性提高了3倍。