铝合金具有密度低、热导率高、耐蚀性良好、易于加工成形、成本低廉、可再生等诸多优点。正被广泛应用于航空航天、交通运输、电子通信、建筑工程等领域,成为工业发展的关键材料。然而,在实际服役过程中,由于铝合金表面硬度低、耐磨损性较差等自身缺陷,使零部件表面极易拉伤、失效,进而引起整个部件的失效。本课题针对铝合金在实际应用中硬度低、耐磨性差等突出问题,使用激光熔覆技术在6061铝合金表面制备了Ni Al复合涂层。利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜及其附带能谱仪系统研究了熔覆层宏观成形质量、物相组成、显微组织与成分分布。采用HVS-1000维氏硬度计及高速摩擦磨损试验仪对熔覆层硬度和耐磨性进行测试分析。讨论了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌及尺寸的影响,同时系统研究了Al₂O₃-TiO₂复合陶瓷及不同质量分数的CeO₂对NiAl复合涂层组织和性能的影响。研究结果表明:（1）通过考察扫描速度和电流强度对单道熔覆层成形质量和宏观形貌的影响,获得激光熔覆NiAl涂层优化工艺参数:电流强度210A,扫描速度250mm·min^-1,频率8Hz,脉宽4.0ms,光斑直径2mm,保护气体流量15L·min^-1,搭接率35%。（2）由于NiAl金属间化合物的高脆性及合金粉末与铝合金基体的物理性能之间的差异,在NiAl熔覆层内部有明显裂纹和气孔的形成。熔覆层主要由α-Al过饱和固溶体及NiAl、Ni₂Al₃、Ni Al₃金属间化合物组成。涂层平均硬度可达350HV_0.2,为基体的4.5倍左右。相对耐磨性是6061铝合金基体的5.81倍。（3）在摩尔比1:1的NiAl混合粉末基础上分别添加质量分数为2%,5%,8%,10%的稀土CeO₂。结果表明,适量CeO₂添加,NiAl熔覆层微观组织形貌和耐磨性得到有效改善,且获得了较优成形质量的熔覆层。熔覆层物相组成中NiAl₃、Ni₂Al₃金属间化合物含量升高,同时有CeNi₅新相的形成;熔覆层微观组织得到有效细化且更加均匀致密,成分分布较均匀。稀土元素在晶界有明显富集现象。不同含量稀土CeO₂添加,使熔覆层硬度和耐磨性得到不同程度提高。其中8%CeO₂添加NiAl涂层组织性能提高效果最显著。（4）通过在摩尔比1:1的NiAl混合粉末基础上添加10wt%Al₂O₃-TiO₂复合陶瓷,熔覆层宏观形貌得到一定程度改善。熔覆层主要由NiAl₃、Ni₂Al₃金属间化合物、α-Al固溶体和少量Al₂O₃、NiTi、TiO₂组成。由表层至底部依次形成致密细小胞状树枝晶、柱状树枝晶及花瓣状等轴晶和树枝晶混合组织。平均硬度为650HV_0.2,相比NiAl涂层提高300HV_0.2。磨损体积仅为铝合金基体的1/9,相比NiAl涂层降低35%。（5）在NiAl/10wt%Al₂O₃-TiO₂混合粉末基础上添加5wt%CeO₂可有效抑制熔覆层裂纹、气孔缺陷的形成,熔覆层组织更加均匀细化。CeO₂添加对熔覆层物相组成影响较小,除NiAl/Al₂O₃-TiO₂复合涂层物相组成外,有少量CeNi₅稀土化合物形成。熔覆层硬度和耐磨性相比NiAl/Al₂O₃-TiO₂复合涂层有一定提高,当CeO₂添加量为5wt%时,熔覆层硬度最高,耐磨性最佳。