40Cr钢是机械制造业使用最广泛的合金钢之一,其淬透性良好,经过适当的热处理后具有良好的综合力学性能、良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性:常用于制造轴类件、齿轮和中型塑料模具等机械零件。但是在工况比较恶劣的情况下,机械零件的磨损一般会很严重,使用寿命较低。激光熔覆技术是在激光束的作用下在金属材料表面熔覆一层功能性涂层,达到表面强化的效果。利用激光熔覆技术在40Cr表面制备出具有特殊性能的合金涂层,既可以保留40Cr基体的强度和韧性,还可节省贵重的金属材料,降低生产成本,具有重大的工业应用价值。本文采用实验研究方法,针对40Cr钢的表面激光熔覆强化展开研究,并将研究成果应用于轮毂模具的制造,主要研究内容如下:根据激光熔覆过程中激光与材料的相互作用、金属对激光的吸收等基础理论,分析了凝固过程中的对流和传热。结合激光熔覆材料的设计原则和40Cr钢的特点,设计了三种合金粉末,并制定了激光熔覆实验方案。在40Cr钢板上制备了耐磨熔覆层,对比分析了各个工艺参数条件对应下的熔覆层的质量,得出合适的激光功率、扫描速度和搭接率等工艺参数。通过采用XR D、金相显微分析、显微硬度测试等实验对比分析了熔覆层微观性能;利用冲击韧性实验、拉伸实验、摩擦磨损实验等实验对比分析了熔覆层的力学性能,为在40Cr表面制备优质合金熔覆层提供试验依据。根据轮毂模具的工作条件,对比Cr12MoV与TZ675熔覆层的硬度、冲击韧性和磨损性能,通过对比实验数据确定了在轮毂模具材料设计时用40Cr表面熔覆TZ675耐磨合金层代替整体Cr12MoV的可行性,设计出可行的40Cr激光熔覆表面强化方案,并在40Cr轮毂模具上进行熔覆实验,从实践上论证激光熔覆技术的可行性。