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在铁路高速化、重载化发展的趋势下,轮轨间接触振动加剧,通过轮轨间牵引回路电流作用,轮轨表面不可避免会出现放电腐蚀损伤从而诱发轮轨磨损使其过早失效。采用激光熔覆的方法,制备应用于轮轨表面抗放电腐蚀性能、耐磨性优良的熔覆层,从而抑制轮轨因点蚀引起的损伤,具有重要研究意义。本文采用激光熔覆的方法在车轮材料表面以新型镍基自熔性合金粉末（加入1%W、1%Mo及2%Cu的Ni45粉末）加纳米氧化铈成功制备了能够有效减轻轮轨放电腐蚀的熔覆涂层。采用金相显微镜（OM）,扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、能谱分析仪（EDS）,研究了不同纳米氧化铈含量对熔覆层显微组织的影响、放电腐蚀对轮轨基材及熔覆层组织形貌的影响;采用同步热分析仪、数控电火花成型机、显微硬度仪、摩擦磨损试验机研究了熔覆层及轮轨基材的热学性能、抗放电腐蚀性能、硬度及摩擦磨损性能。依据上述试验结果,合理的设计了熔覆层材料成分,并利用正交试验得到的最佳工艺参数制备了车轮钢熔覆层,研究了车轮钢熔覆层对轮轨材料抗放电腐蚀性能及摩擦磨损性能的影响,验证了激光熔覆抑制轮轨放电腐蚀的可行性。得出的主要结论如下:（1）在电火花专用机油介质中进行了轮轨材料放电腐蚀机理分析:从放电腐蚀表面形貌可见,随着电流增加、放电间隙减小,表面蚀坑变大变深,显微裂纹增多加深;轮轨材料放电腐蚀后表面主要成分为Fe3O4和马氏体;放电腐蚀后轮轨材料表面平均硬度增加;车轮材料（正极）的放电腐蚀速率总大于钢轨材料（负极）。（2）在车轮材料表面以镍基自熔性合金粉末（加1%W、1%Mo及2%Cu的Ni45粉末）加不同含量纳米氧化铈进行激光熔覆试验,通过正交试验得到了最佳的工艺参数:激光功率600W、激光扫描速率200mm/min,送粉速率20g/min。添加纳米氧化铈的车轮钢熔覆层组织细密均匀。车轮钢熔覆层组织主要为枝晶和共晶组织,添加纳米氧化铈前后的车轮钢熔覆层物相并没有发生变化,车轮钢熔覆层物相主要由（Fe,Ni）固溶体以及MxCy碳化物、MxBy硼化物（M=Cr、Fe、W、Mo）等硬质相组成。添加纳米氧化铈后车轮钢熔覆层的显微硬度与车轮钢基材相比提升较大。随着纳米氧化铈含量的增加车轮钢熔覆层表面平均硬度先增加后减小,其中含1.5%纳米氧化铈的车轮钢熔覆层表面平均硬度最高,为376 HV0.1,相较于未添加纳米氧化铈的车轮钢熔覆层与未熔覆车轮钢基材的表面平均硬度分别提升了15.3%和30.1%。添加1.5%纳米氧化铈的车轮钢熔覆层与钢轨钢基材表面平均硬度比HW:HR≈1.15:1.00,符合现代轮轨硬度匹配度的要求。添加1.5%纳米氧化铈后车轮钢熔覆层抗放电腐蚀性能改善效果最好。在本试验条件下,最佳的纳米氧化铈添加量为1.5%。（3）车轮钢熔覆层的热学性能优于车轮钢和钢轨钢基材,激光熔覆改性处理后的车轮钢熔覆层及配对的钢轨钢基材的放电腐蚀速率分别为0.0045g/min和0.0017 g/min,与未熔覆轮轨基材相比,放电腐蚀速率分别下降了84.7%和61.1%。改性轮轨材料放电腐蚀表面裂纹明显减少,且蚀坑变小变浅。车轮钢熔覆层表面放电腐蚀后的主要物相为（Cr,Fe）2O3和Ni Cr2O3,车轮钢及钢轨钢基材表面放电腐蚀后的主要物相为Fe3O4和马氏体。放电腐蚀后改性轮轨材料及未改性轮轨材料的显微硬度及表面平均硬度明显增加,改性轮轨材料放电腐蚀后硬度比达到要求而未改性轮轨材料放电腐蚀后硬度比未达到要求。激光熔覆改性后车轮钢熔覆层和配对的钢轨钢材料抗放电腐蚀性能都得到了较大的提升。车轮钢熔覆层的体积磨损率及摩擦系数相较于车轮钢基体都有所降低,车轮钢熔覆层的体积磨损率为9.247×10-5mm3/m,车轮钢基材的体积磨损率为2.9456×10-4mm3/m,车轮钢熔覆层相较于车轮钢基材减少了68.8%。车轮钢基材的磨损机制主要为磨粒磨损及疲劳剥落,车轮钢熔覆层的磨损机制主要为氧化磨损和轻微的磨粒磨损。激光熔覆改性后的车轮钢熔覆层的耐磨性得到明显改善。