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表面改性是提升铝合金零件表面耐磨和耐腐蚀性能的主要手段,激光沉积是一种用于制备性能优异涂层的重要改性技术。但传统涂层材料,如铁基、镍基和钴基等合金,相对于铝合金具有较高熔点,且此合金系统与铝元素（Al）具有较负的混合焓,导致在激光沉积过程中,基材中Al会上浮至熔池,与上述材料反应后易生成硬脆金属间化合物。硬脆相出现会严重影响涂层成形质量和使用性能。因此,铝合金表面制备性能优异涂层一直是激光沉积领域的技术难题。针对这一问题,提出以高熵合金这一新兴材料作为涂层,以抑制由基材稀释行为引起的硬脆相产生为出发点,基于对工艺与成分优化及其性能调控机理的探索,研究在铝合金表面直接激光沉积制备耐磨耐腐蚀性涂层技术。主要研究结果如下:（1）基于对合金体系的混合熵、混合焓和原子半径差等相结构判定参数的计算,设计了适用于铝基表面改性的AlCrFeCoNiCu系高熵合金涂层成分。在连续激光沉积试验中发现,采用Φ=1.2 mm光斑直径进行激光沉积可减少涂层开裂倾向。结合信噪比分析和逼近理想值法对涂层的稀释率和接触角优化,响应的最优值贴近度可由0.5389增加到0.5647。涂层生成了FCC1+FCC2+BCC简单相结构,未生成复杂相结构金属间化合物。涂层的平均硬度为509 HV0.2,但结合强度仅为100.4 MPa。（2）为改善涂层与基材结合质量,采用脉冲激光模式,通过调整占空比和脉冲频率对涂层凝固行为和组织结构进行调控。在激光功率为1850 W、脉冲频率50 Hz、占空比70%、扫描速度120 mm/min、送粉率5.6 g/min条件下制备的涂层呈现FCC1相结构,底部和中部枝晶组织细化。涂层结合强度为171.9 MPa,相比连续激光条件下提高了31.3%。在上述工艺条件下,基于有限元模拟和高速摄像分析,揭示了脉冲频率对涂层表面成形质量的影响机理。当频率小于30 Hz时,由于各单位脉冲激光下形成的熔池以固液界面形式搭接,较高的温度梯度使熔池冷却时内部会产生极大拉应力,导致涂层易产生裂纹;当频率大于50 Hz时,熔池过低的平均温度使其难以在基材表面润湿铺展,涂层易形成叠高且两侧出现沾粉和球化。频率在30 Hz和50 Hz之间,能够同时保证熔池具有合理的温度梯度和良好润湿铺展性,形成具有优异几何形貌和成形质量的涂层。（3）为提升涂层耐磨和耐腐蚀性,基于高熵合金物相调控机制,研究了AlCrFeCoNiCu系高熵合金中主组分占比对涂层组织与性能的影响。当Al原子比小于0.5时,涂层以FCC1为主相;随着Al含量升高,涂层转变为BCC1+BCC2+FCC1相;当Al原子比大于1时,涂层出现FCC2相,FCC1相消失。BCC相可有效阻碍微凸体对涂层的微切入和微剪切,因此涂层耐磨性随Al增多而增强,磨损机制由分层断裂和黏着磨损转变为磨粒磨损和黏着磨损。但当Al含量提高至1.8时,涂层在磨损过程中发生脆性脱落使其耐磨性降低。在3.5%NaCl溶液中,涂层耐腐蚀性随Al含量增加先增大后减小,富铜FCC1相为易腐蚀相,Al0.8CrFeCoNiCu涂层耐腐蚀性最优。AlxCrFeCoNiCu高熵合金柯西压力和Paugh比的计算结果表明,Al原子比超过1时合金演变为脆性材料;体积模值、切变模值和杨氏模量计算结果表明,Al含量增多会提高合金的强度。综合上述试验与分析,Al0.8CrFeCoNiCu性能较为均衡,原子比0.8为优化的Al含量。（4）为进一步提高涂层耐腐蚀性能,对Cu含量进行了优化。Cu含量增多能促进涂层FCC1相形成,减少涂层裂纹敏感性,但也降低了其耐腐蚀性。适当降低Cu含量可减小其在晶间偏析程度,促使涂层腐蚀行为由Cu偏析引起的局部晶间腐蚀转变为由Al活性溶解引起的局部点蚀。Cu原子比在0.5时既可改善涂层韧性,又可兼具较好的耐腐蚀性。（5）为进一步调控高熵合金涂层综合性能,对添加不同含量Ti、Si、B的AlCrFeCoNiCu系高熵合金进行了研究。少量添加Ti元素未明显提升涂层力学和耐腐蚀性能,而当Ti添加量大于0.5原子比时,涂层会形成Laves相,可明显提高涂层硬度,但也降低了其耐腐蚀性。由于在快速冷却条件下,过冷熔体中金属间化合物相孕育时间高于固溶体相,因此相比于出现Cr3Si相的铸态Al0.8CrFeCoNiCu0.5Si0.5高熵合金,沉积态Al0.8CrFeCoNiCu0.5Si0.5高熵合金仅呈现简单相结构。Si可促进涂层共晶组织形成,B可引起硼化物产生,适当增加Si和B含量可改善涂层耐磨性能。但由第二相硼化物引起的微区电偶效应和破坏钝化膜连续性行为,导致B元素添加反而降低了涂层耐腐蚀性。在满足涂层与基材具有良好结合质量的前提下,Al0.8CrFeCoNiCu0.5Si0.3高熵合金具有最优的硬度、耐磨和耐腐蚀性,可作为铝合金表面激光沉积改性的最优涂层成分。