随着玻璃制品的广泛应用,市场对玻璃制品的质量要求也越来越高。而玻璃模具是玻璃制品成形过程中必不可少的设备,玻璃模具质量直接决定了玻璃制品的生产质量与产量。玻璃模具在长期生产玻璃制品过程中,模具表面会出现磨损、断裂等缺陷,而通过模具表面改性技术可以提高玻璃模具的使用寿命。传统的模具表面改性技术已无法满足现代企业生产需求,而激光熔覆技术作为先进的表面改性技术,以其节材、环保、高效及优质等特点,广泛应用于航空航天、机械制造等领域。因此本文将激光熔覆技术与玻璃模具表面改性需求相结合,完成对玻璃模具表面强化的工艺实验研究。本文的研究对象是球墨铸铁为材料的小型瓶模,利用激光熔覆技术在其材料表面上进行了镍基合金涂层强化的工艺实验研究,主要内容包括:①研究了激光熔覆过程中的熔池成形物理模型,包括激光与材料的相互作用、熔覆层形成过程和熔池内部对流;基于传热学的理论,分析了激光熔覆过程中材料对激光能量的吸收规律,为温度场数值模拟研究提供了理论基础。②采用ANSYS软件模拟了激光熔覆过程,考虑激光热源模型、边界条件、相变潜热,并利用“生死单元技术”模拟了熔覆层单元的生长过程。结果分析表明激光熔覆过程是一个骤热骤冷过程,激光功率和扫描速度需要合理配合才能形成有效的熔覆层,否则会导致熔池难以形成和熔覆层表面烧伤等问题,为优化工艺参数提供依据,减小了工艺实验的工作量。③对同步送粉式激光熔覆加工系统设备及设备控制方法进行了详细分析。利用该平台,以激光功率2000W、扫描速度5mm/s的工艺参数,设计单道熔覆实验程序,完成了在球墨铸铁表面激光熔覆单道镍基合金熔覆层的工艺实验。实验结果表明:该激光熔覆加工系统和实验设计可以完成单道熔覆实验,为后续工艺研究提供了方法及实验样本。④设计了激光熔覆工艺参数对熔覆层质量影响的实验,分析了激光功率和扫描速度对熔覆层宏观形貌影响规律,并基于稀释率、微观组织缺陷和硬度,优化激光功率和扫描速度加工工艺参数范围。实验结果表明:在优化的激光功率和扫描速度的配合参数范围下,得到了稀释率范围14%～28%、微观组织缺陷较少、布氏硬度约为原基材1.5倍的镍基合金熔覆层。⑤利用激光熔覆加工系统平台和优化范围内激光功率2000W、扫描速度4mm/s的工艺参数,以玻璃酒瓶模具为例,进行了激光熔覆工艺应用。应用实验结果表明:利用该激光熔覆加工系统平台和优化的工艺参数可以进行玻璃模具表面强化应用。