冷喷涂增材制造作为一种新兴的材料制造技术,凭借制备过程无氧化、无相变、对制备材料尺寸无限制以及可以对材料进行修复等优势引起了人们的广泛关注。但是由于冷喷涂是一种固态沉积技术,颗粒-颗粒之间的结合主要是物理结合,如机械互锁等,这导致颗粒界面之间结合较差,材料内部缺陷密度较高,因此材料的力学性能较差,这限制了冷喷涂增材制造的应用。本文围绕提高冷喷涂增材制造的块体材料力学性能展开,选取常见的铝硅合金A380为原料,通过冷喷涂增材制造的方式制备了块体材料,并研究热处理、热轧以及添加硬质相等方法对材料微观组织和力学性能的影响,提出了有效提高材料力学性能的方法。首先研究了后续退火热处理对材料性能的影响。喷涂态A380块体材料强度很低且呈脆性,选择合适的热处理制度对其进行热处理,可以消除喷涂态材料的加工硬化、改善颗粒-颗粒之间的界面结合状态并消除微孔,从而一定程度提高材料的力学性能。然而材料的力学性能仍与铸造A380材料有明显的差距,无法使其达到工业应用标准,这是由于单一热处理无法大幅改变沉积颗粒的变形行为和愈合颗粒边界处的大尺寸孔隙所致。研究了热轧制对冷喷涂增材制造A380材料微观组织和力学性能的影响。结果表明热轧过程中A380材料颗粒间的结合变成了完全的冶金结合并且原位形成了 Si颗粒增强的复合材料。轧制后材料的强度和塑性达到铸造材料的两倍左右,达到了应用要求。这种方法成本低,简单易操作,但是对材料的形状要求高,只适用于冷喷涂增材制造制备的管状、板状材料的后处理。对于冷喷涂制备任意几何形状的部件,提出通过在原始粉末中添加Al2O3颗粒+后续热处理的方法制备结构致密、性能优良的块体材料。为了确定Al2O3颗粒添加的具体方案,详细研究了不同Al2O3形貌和含量对沉积材料微观组织的影响。结果表明,球形Al2O3颗粒在沉积过程中表现出更好的微夯实效应,喷涂时球形Al2O3颗粒撞击已沉积层表面并迫使已沉积颗粒发生二次塑性变形,从而降低材料内部缺陷的密度。含有球形Al2O3颗粒的沉积层显示出更低的孔隙率、极低的Al2O3含量、低的表面粗糙度和更好的涂层-基体界面结合力。原始粉末中球形Al2O3颗粒的最佳含量为20 wt.%时材料的致密程度最高。不规则Al2O3颗粒在沉积过程中主要表现出钉扎效应,其沉积效率高,含有不规则Al2O3颗粒的沉积层硬度很高,但是沉积在材料中的Al2O3颗粒极易发生破碎,导致高孔隙率和低的涂层/基体界面结合强度。基于以上结果,用含有20wt.%的球形Al2O3颗粒的原始粉末通过冷喷涂得到了致密的A380块体材料,对材料进行去应力退火后发现颗粒边界处微孔汇聚,颗粒界面发生熔合,材料内部发生回复和再结晶行为,使得材料的力学性能超过铸造同质材料的力学性能,达到应用的标准。我们还研究了通过在原始粉末中添加异种Al2O3颗粒(球形+不规则形)制备的块体材料的综合性能,结果表明,通过Al2O3颗粒的夯实和钉扎效应的综合调控,材料的力学性能不低于铸造材料,而且其耐磨性能优良,是一种有广阔应用前景的多性能一体化材料。