为提高ER9车轮材料的表面强度和耐蚀耐磨性，延长车轮的服役寿命，本团队选择在激光熔覆中应用最广泛的铁基、镍基和钴基三种自熔性合金粉末为熔覆材料，在ER9车轮钢表面进行激光熔覆试验。通过相关试验评价熔覆层的微观组织、力学性能、摩擦磨损性能和耐蚀性。结果表明：车轮钢表面激光熔覆层的显微组织均为枝晶组织和共晶组织，且组织致密均匀，与基体实现了良好的冶金结合。熔覆层的硬度显著提升，镍基合金熔覆层具有良好的拉伸强度和冲击韧性，断口呈韧性断裂特征；钴基和铁基合金熔覆层的断裂方式为脆性断裂，力学性能差异不明显。相较于基体，熔覆层具有较低的摩擦因数、磨损率与更优的耐蚀性，其中钴基合金熔覆层的硬度较高（显微硬度相比基体提高了72.8%），耐磨性最优（摩擦因数为0.31，磨损量为4 mg和磨痕深度为10.70 μm），耐蚀性最好（阻抗值比基体高2个数量级）。镍基熔覆层磨损面较为粗糙且磨损率较大，减磨效果不佳，硬度和强度较弱；尽管相比铁基涂层，钴基涂层的耐磨性和耐蚀性显示出了一定优势，但前者的工程成本较低，综合效果更好。

为了提高矿用液压立柱的使用寿命，利用激光熔覆技术在立柱用45钢材料表面制备了Fe35A合金。利用数字化测试设备对不同激光功率、扫描速度和送粉速率下制备的熔覆层进行测试，研究试样表面硬度、几何尺寸、显微组织、截面显微硬度的变化规律，得出了激光熔覆的最佳工艺参数。结果表明：在激光功率为2100 W、扫描速度为5 mm/s、送粉速率为15 g/min的最佳激光熔覆参数下制备的熔覆层的质量最佳，熔覆层的显微组织较好，晶粒细小均匀，与基体结合良好，熔覆层表面硬度可达42 HRC，熔覆层横截面显微硬度的均值为643 HV。激光熔覆层的综合力学性能明显高于基体，实现了在45钢基体表面高质量制备Fe35A合金涂层的目的。

为提升深松铲的使用寿命,在TC4钛合金板表面进行激光熔覆实验, 以钴基合金粉末与不同质量分数的AZ91D镁合金混合粉末为熔覆材料, 采用Nd: YAG激光加工系统。通过观察熔覆层宏观形貌、检测显微组织和显微硬度, 分析不同质量比例的镁钴合金对熔覆层形貌、显微硬度等影响, 并用晶格结构理论分析了熔覆层结构机理。试验得知, 当镁钴合金粉末的质量比例为1∶300时, 取得良好的熔覆效果。结果表明: 涂层与基体形成冶金结合, 熔覆层显微硬度最高可达862.2 HV, 可以提升深松铲的使用寿命。

全面表征了气雾化技术制备的IN738合金粉末的物理性能,并分析了该合金粉末粒度分布、颗粒表面粗糙度及粉末和选区激光熔化(SLM)成形件表面形貌和内部组织情况。结果表明,大部分IN738合金粉末呈球形或类球形,粒度呈正态分布,粉末粒径值d₁₀为14.96 μm,d₅₀为28.72 μm,d₉₀为52.85 μm,50 g粉末在流动性测试仪上流过的时间为23.4 s。粉末对激光的吸收率随粉末中颗粒粒径和表面粗糙度的增大而增大;SLM所成形件表面熔道搭接较好,致密度达99.3%。

为了修复矿用刮板输送机链轮, 运用了金属3D打印技术在34CrNiMo6钢板材上进行打印试验, 并对打印结果的金相组织、显微硬度及压痕、耐磨性进行了相关测试。试验结果表明, 打印层硬度为基材硬度的2~3倍, 且打印层耐磨性明显提高。展示了利用金属3D打印技术来修复链轮的整个工艺流程, 通过使用三维激光扫描仪来扫描标准和磨损链轮并获得其点云, 进而求得相应的链轮磨损量, 并用三维建模软件CATIA及其二次开发对磨损量进行适当分层切片, 以建立精确的数控程序来控制激光头对磨损链轮进行修复的路径。最终的打印以及铣削加工结果验证了该二次开发及数控程序的可行性。

为解决耐火材料模具在使用中存在耐磨性差、寿命短、成本高的突出问题，采用对其表面进行激光熔覆处理，并对熔覆材料和工艺方法进行研究，进而对其熔覆层的深度、硬度及微观组织进行分析，并对熔覆层进行耐磨性试验。得出结论，使用镍基合金粉末对基体为Cr12MoV钢的耐火材料模具表面进行激光熔覆后，材料表面的耐磨性能得到了显著的改善，实现了使用低廉材料却可获得优质材料的使用性能的目的，从而降低了成本。

针对现有表面熔覆方法所采用的单一热源特性调控范围窄, 熔覆效率低, 稀释率大, 裂纹倾向明显, 成本高等问题, 提出采用一种大光斑半导体激光与TIG电弧复合热源可调控的表面熔覆方法。以Q235为母材, 在建立的热源可调控试验系统上, 进行大光斑半导体激光热源、大光斑半导体激光与TIG复合热源表面熔覆Co06粉末工艺试验, 分析了不同热源及参数对于熔覆层形貌、宏观尺寸、稀释率等成形特征的影响规律。结果表明, 相比大光斑半导体激光熔覆, 大光斑半导体激光与电弧复合表面熔覆方法, 可以显著降低所需激光功率, 在减小激光热冲击作用的同时降低生产成本。70 A＋500 W复合熔覆层表面和剖面形貌, 与1 300～1 500 W大光斑半导体单激光的熔覆效果基本相似, 高宽比减小35%, 稀释率减小27%。通过对复合热源特性的调控, 可有效提高生产效率, 为高性能的表面熔覆提供一种新方法。

采用脉冲Nd∶YAG激光器对Ni60合金粉末进行了单道单层、多道单层的熔覆工艺试验研究。采用单因素试验方法，研究了激光工艺参数(激光功率、扫描速度、离焦量等)对熔覆层尺寸的影响，从而得到了单因素条件下最佳的工艺参数。同时对所形成的熔覆层进行金相组织分析，结果表明: 所形成的熔覆层与基体为良好的冶金结合; 内部组织由大量的枝晶和等轴晶构成且组织均匀、致密; 熔覆层硬度最高达823HV(为基体材料硬度的3～4倍)，为激光快速成型零件提供了应用基础。

为了了解激光加工各参数对激光自由成型制造实体金属零件成型精度的影响，采用了正交设计的实验安排。采用速度前瞻型的CNC连续插补模式，解决了薄壁金属样件制造中截面轮廓路径上激光线能量过大的问题，制造了成型良好的激光自由成型金属样件。结果表明，扫描速度和激光功率是影响成型精度的两个主要因素，前者的影响更显著。

为增强1Cr18Ni9Ti不锈钢零件的硬度及耐磨性,采用激光熔覆技术在其表面制备Co基合金熔覆层.利用光学显微镜,分析了熔覆层的微观组织;应用显微硬度计测试了熔覆层的硬度;应用浓度为2%的硝酸溶液做腐蚀剂,测试了熔覆层的耐腐蚀性.并与等离子热喷涂、Ni基合金熔覆等其它表面改性技术进行比较, 结果表明:1Cr18Ni9Ti不锈钢柱塞Co基合金激光熔覆层硬度达到HV520,具有较好的耐磨性,其抗酸腐蚀性能也达到检验标准要求.