激光熔覆作为一种新型的表面工程技术,因其具有结合强度高、稀释率低、效率高、对工件的热和变形影响小等优点而被广泛应用于再制造生产领域当中。激光熔覆层质量的好坏直接影响到工件再制造后的使用寿命,而熔覆层横截面的几何特征与组织形貌、尺寸精度以及物理性能之间有着密切的关系,对其进行深入研究对提高再制造产品的服役性能具有重要的现实意义。本文以3540铁基合金粉末为熔覆材料,35CrMo钢为基体材料,选择合适的工艺参数(离焦量、扫描速度、激光功率)进行单道和双道激光熔覆实验,在显微镜下观察不同工艺参数下熔覆层的横截面形貌,并对表征熔覆层几何特征的高度、宽度以及熔池深度等参数进行测量,研究熔覆层的几何特征与其质量和性能的内在关系。具体研究内容如下:1.在一定的送粉速度下,分析各工艺参数对激光熔覆后熔覆层几何特征及性能的影响。实验数据结果表明:无论是单道还是双道熔覆层,熔覆层宽度随离焦量的变大而增大,随着扫描速度的增加,熔覆层高度、宽度以及熔池深度都呈递减的趋势,随着激光功率的增加,熔覆层宽度、高度以及熔池深度都相应增大。当工艺参数为激光功率2.5KW、离焦量+20mm、扫描速度6mm/s时,稀释率接近10%,能获得形状规则符合生产要求的熔覆层。2.对实验样品的显微组织和硬度进行观察与测定,并做对比分析。实验结果表明:熔覆层硬度由表及里先增大后减小,横向的硬度值变化不大。稀释接近10%时,熔覆层枝晶间结合紧密有序,晶粒呈细小的等轴状,熔覆层的硬度值最大。相同工艺参数下,双道熔覆层搭接区的硬度比单道熔覆层的硬度值低。3.在实验步骤1,2的研究基础上,为进一步提高熔覆层的耐磨性,在3540铁基合金粉末中分别添加质量分数为5%、10%、15%、20%的TiB2粉末进行激光熔覆,分析试验后不同百分比TiB2添加量对熔覆层性能的影响。实验结果表明:10%TiB2添加量熔覆层的摩擦磨损性能最好。本文通过研究工艺参数与熔覆层几何特征及性能之间的关系,对实现激光熔覆再制造的快速工艺规划、改善熔覆层的组织和提高熔覆层的质量具有一定的参考价值。