45钢作为一种优质中碳结构钢,常用于制造齿轮、轴等传动零件。由于45钢耐磨性差,这些零件往往因为承受较大的交变载荷发生表面磨损而报废。为了增加零件使用寿命,需要在材料表面设计制备耐磨涂层。Co基和Ni基高温合金材料具有较高的硬度,且物理参数与碳钢相近,是良好的熔覆材料,但零件的实际工作环境较为复杂,单一的合金熔覆层难以满足工作要求。本文将WC作为陶瓷增强相,利用激光熔覆技术在45钢表面制备了Co基、Ni基以及梯度复合涂层,主要对熔覆层微观组织、显微硬度、摩擦系数和磨损机制进行了深入研究与探讨。主要研究内容与结果如下:（1）首先对熔覆工艺进行了优化,得出试验最优工艺参数。Co基的最优工艺参数为:激光功率1300W,扫描速度420mm·min-1,送粉率3g·min-1;Ni基的工艺参数为:激光功率1500W,扫描速度300mm·min-1,送粉率4g·min-1。（2）制备了WC增强Co基复合涂层,结果表明熔覆层与基材结合性良好,内部没有出现裂纹、气孔等缺陷。生成的二次碳化物硬度高,均匀分布于熔覆层中,具有第二相强化和弥散强化作用。碳化物的引入能够促进熔池中的形核率,具有细晶强化效果。随着WC的增多,熔覆层显微硬度逐渐增大,能够减少表面塑性变形,从而抑制表面粘着磨损和氧化磨损行为。（3）制备了WC增强Ni基复合涂层,未添加WC镍基熔覆层组织由柱状晶和等轴晶构成,添加WC后,熔覆层枝晶数量和尺寸大幅度减少,共晶组织增多。随着WC的增多,熔覆层显微硬度逐渐增大,平均显微硬度最高达到841.39HV0.3。WC的加入使熔覆层的磨损机制由粘着磨损和氧化磨损向逐渐向疲劳磨损和脆性剥落转化。（4）在分析了两种熔覆层组织性能后,根据合金特性设计了梯度陶瓷复合涂层。梯度熔覆层WC溶解程度增大,表层区部分块状析出物转化为颗粒状,熔覆层细晶强化和弥散强化效果增强。梯度熔覆层表层平均显微硬度达到1110.74HV0.3,比单层Ni-45%WC增加25.73%。表层区具有较大的硬度有利于抵抗塑形变形,增加熔覆层耐磨性。在电化学腐蚀实验时,发现熔覆层能够在阳极表面形成钝化膜,增加材料表面耐蚀性,其腐蚀形式主要表现为晶间腐蚀。添加有WC的熔覆层缺陷增多,钝化膜分布不均匀,局部形成微电池,造成阳极表面出现较多的腐蚀坑,但耐蚀性下降程度较小。该论文共有图56幅,表15个,参考文献94篇。