灰铸铁易加工、成本低,性能优异,铁素体或珠光体基体上均匀分布片状石墨,使其有一定的耐磨性能但削弱了灰铸铁的强度。灰铸铁材料在工业中应用广泛,为了顺应绿色发展的要求,需要尽量增加工业设备的使用寿命。在灰铸铁表面进行激光合金化处理可以增强灰铸铁材料表面性能,提高硬度和耐磨性能,增强灰铸铁设备的使用寿命。本文通过在灰铸铁材料表面添加Ti粉制备原位自生Ti C增强涂层的激光表面合金化试验,研究激光工艺参数对合金化区形态、组织和性能的影响,探讨激光工艺参数与合金化区微观组织和性能之间的关系规律,研发能够有效消除灰铸铁表面层杂质、气孔和化合物等有害相,降低石墨相对灰铸铁组织和性能的损害,改善灰铸铁表面层的质量和性能的激光合金化技术。论文使用光纤激光器,在2k W到3.5k W的激光功率区间,5mm·s^-1到20mm·s^-1的扫描速度区间对灰铸铁表面进行激光合金化试验。应用VHX-600K显微镜、扫描电镜分析、摩擦磨损试验仪等对合金化区及其热影响区的几何形态、微观组织进行了研究,调查了合金化涂层的显微硬度分布和耐磨性能,分析讨论了激光功率和扫描速度对激光合金化熔池横截面几何形态和涂层性能的影响。对灰铸铁表面激光合金化区几何形态的研究表明,激光工艺参数对合金化涂层的几何形态有重要影响,在同样的扫描速度下,随着激光功率的增加,灰铸铁表面激光合金化的熔道横深度和宽度增加,热影响区厚度减小。在激光功率相同的情况下,随着激光扫描速度的增加,激光合金化熔池的深度和宽度减小,熔道横截面形状由半圆形向半椭圆形发展。激光功率对熔池形状的影响更明显。激光功率的增加和激光扫描速度的减小使激光合金化涂层中Ti C增强相的尺寸增加。灰铸铁表面激光合金化样品的硬度受到激光工艺参数的影响。合金化涂层横截面的显微硬度在400HV至1000HV,是基体的2-4倍。激光功率的增加和扫描速度的减小造成激光合金化涂层的显微硬度的增加。灰铸铁表面激光合金化涂层的摩擦系数是0.6,30min内的磨损量小于0.5mg,摩擦性能表现优异。摩擦原理为粘着磨损和磨粒磨损。