为研究不同载气流量和不同送粉量下激光熔覆粉末流场的汇聚特性对熔覆层高的影响，采用Fluent软件建立了气固两相流模型，对不同载气流量和不同送粉量下粉末流场的汇聚特性进行了模拟，并对模型进行了试验验证。结果表明，随着载气流量增大，喷嘴出口粉末流场的发散程度增大，粉末汇聚浓度降低。随着送粉量的增大，喷嘴出口粉末浓度场增大，粉末汇聚浓度增大，两种情况汇聚位置均无变化，在试验参数中载气流量和送粉量分别为7 L/min和1.2 r/min时粉末汇聚最好，熔覆层高最高。最后通过试验验证，模拟结果和试验结果相一致，说明了该模型的准确性。

激光熔覆高熵合金涂层已成为表面工程领域的研究热点之一，本文系统研究了不同含量WC（WC质量分数为10%~60%）对激光熔覆FeCoNiCr高熵合金涂层组织结构以及耐磨性、耐蚀性的影响规律。添加10%~60%WC颗粒制备的高熵合金复合涂层的成形质量均较好，未出现裂纹等缺陷。随着添加WC颗粒的质量分数由10%增加到60%，涂层由FCC单相结构向FCC、WC、W₂C和Co₄W₂C等多相转变，显微组织由顶部等轴晶、底部柱状晶向树枝晶转变，块状和鱼骨状含碳相析出且其含量逐渐增加；添加60%WC颗粒后含碳析出相的面积占比可达64.18%。涂层横截面的平均显微硬度和耐磨性随着WC添加量的增加而显著提升，添加60%WC的高熵合金涂层的显微硬度最高（为501 HV0.2）且耐磨性最佳（摩擦因数为0.472），相对于未添加WC颗粒的高熵合金涂层的显微硬度（175 HV0.2）提升了约186%且耐磨性提高了233%。另外，随着WC颗粒的加入，具有较高耐蚀的面心立方相减少，同时WC在电化学过程中与黏结相形成了原电池。因此，高熵合金复合涂层的耐蚀性随着WC含量的增加而逐渐降低。

为了探究TiC含量对铁基涂层熔覆形貌与成形质量的影响，提升65Mn钢表面力学性能。采用激光熔覆技术在65Mn钢表面制备铁基TiC复合涂层，对比分析了不同TiC添加量对铁基熔覆层的成形质量（气孔率）、宽高比、显微硬度的影响。结果表明，随着TiC添加量的增高，宽高比呈现先增大后减小的趋势，当TiC的质量分数为30%时，宽高比达到最高5.31，此时的气孔率有所下降。适量地添加TiC能够有效提升复合涂层的硬度，但过高的TiC含量会造成熔池中气体过多，气孔率增大，无法获得良好的涂层性能。该研究结果对农机刀具领域具有一定的指导作用。

为增强304不锈钢表面性能，利用激光熔覆技术在其表面制备了TiC颗粒增强Fe基复合涂层，研究了激光功率对涂层几何特征、组织特征及硬度的影响规律和原因，引入灰关联分析综合表征熔覆层的组织特征，并推测出激光熔覆过程中TiC颗粒的熔解机制。结果表明，随激光功率的增加，熔覆层高度、气孔率、未熔TiC颗粒含量降低，宽度、深度、稀释率、析出TiC的二次枝晶臂间距增加，析出TiC含量先增加后降低、基体的二次枝晶臂间距先降低后升高且在1800 W时分别达到最高和最低。当激光功率为1800 W时，熔覆层表面成形良好，其组织特征均衡发展且灰关联度达到最大，平均硬度为801.5 HV_0.5，达到基体的4.5倍左右。另外，TiC颗粒在激光熔覆中共有两种熔解机制，其特征分别为由外向内和整体分解，两种机制共同作用导致TiC颗粒的完全熔解。

激光熔覆涂层质量由各个工艺参数及其交互作用共同决定，通过工艺参数优化可实现熔覆涂层调形控性。从传统优化方法和智能优化方法的角度，详细阐述熔覆涂层质量优化的国内外研究现状，归纳讨论各种优化方法的优缺点，分析了不同优化方法在提高涂层性能时所发挥的作用。最后对涂层质量优化方法的未来发展趋势进行了展望。旨在为高品质的熔覆涂层制备提供优化方法和今后激光熔覆工艺优化方法研究提供可以借鉴的研究方向。

为了获得TiC铁基合金粉末在316L不锈钢上的激光熔覆最佳工艺参数，提出了一种基于遗传算法优化的反向传播（BP）神经网络的激光熔覆参数优化方法。设计三因素五水平的全因子试验，测量了熔覆层的宏观形貌和平均硬度，建立输入参数（激光功率、扫描速度、保护气流量）和响应量（熔覆层宽度、熔覆层高度、稀释率、显微硬度）的神经网络模型。以多元非线性回归分析工艺参数对响应量的影响，并以综合灰关联度表征熔覆层的综合性能，寻优得到最佳参数。试验结果表明，激光功率和扫描速度对熔覆层宽度、稀释率和显微硬度的影响明显，而保护气流量对熔覆层高度影响最显著，遗传算法优化的BP神经网络模型各响应量模型的拟合优度均达到0.85~0.91之间，GA-BP模型精度良好，当参数为1090 W，扫描速度为4.4 mm/s，保护气流量为10 L·min^-1，综合性能最佳，表明BP神经网络算法适用于激光熔覆层质量控制和参数优化。

采用激光熔覆技术在304不锈钢表面制备了FeCrNiTa_x（原子数分数x=0，0.2，0.4，0.6，0.8）共晶中熵合金涂层（EMEACs），探究了Ta元素含量对合金涂层的微观组织、硬度和耐磨性的影响。结果表明：面心立方（FCC）相FeCrNi中熵合金涂层（MEACs）在加入Ta元素后，引入了硬质Laves相，形成了与FCC相交且耦合的原位纳米层状共晶结构。当x<0.4时该中熵合金为亚共晶结构，其微观组织由FCC相和共晶组织组成。当x=0.4时合金达到共晶点，存在完全片层共晶组织。当x>0.4时合金为过共晶结构，组织由共晶组织和Laves相组成。与基体相比，所制备的FeCrNiTa_x涂层的硬度值有明显提升，其中x=0.8时合金涂层的维氏硬度值最高，高达705.3 HV，约为不锈钢基体的3.7倍。随着维氏硬度的提高，该合金涂层的耐磨性也得到显著改善，FeCrNiTa_0.8合金具有最佳的耐磨性，磨损形式以黏着磨损和氧化磨损为主。

利用Al-Si-Ni-WC合金粉末，通过激光熔覆技术在ZL108铝合金刹车盘表面上制备出具有优异抗磨损性能的涂层。对涂层微观组织性能、硬度值、磨损体积、抗腐蚀性进行了分析。研究结果表明：利用Al-18%Si-30%Ni-5%WC复合涂层获得了平整且厚度均匀的熔覆面。涂层中的物相主要有AlNi、AlNi₃、WC、SiC等硬质合金相，且原位生成的硬质合金相均匀分布在熔覆层内。基体和涂层结合紧密，熔覆涂层内部的晶粒发生细化。熔覆涂层表面的平均硬度值为272 HV，是ZL108基材表面平均硬度值的3.1倍。相比于基体，涂层具有更加优异的耐磨性能，并且在高温环境下，涂层的磨损量较小。涂层磨损机理为磨粒磨损和黏着磨损以及少量的氧化磨损，铝合金刹车盘的耐磨性得到显著增加。