同步送粉式激光熔覆技术具有制造效率高,形状限制低,自动化程度好等优势,在金属零件失效修复领域正受到越来越广泛的关注。然而该技术材料浪费严重,因此,在生产中常常采用将残余粉末同新粉混合再次应用的方式来降低生产成本。但原材料粉末在激光热作用、空气氧化等外在因素的影响下,容易发生形貌、成分、流动性等特征方面的变化,从而影响修复质量。本文以使用GH4169粉末进行多轮粉末循环激光熔覆修复为基础,分析了粉末在循环过程中发生的特性改变以及使用循环粉末对熔覆修复层组织和性能的影响。在分析影响机理的基础上,进行了工艺优化的探索。1.在循环使用过程中,合金粉末平均粒径增大,粒径分布从分散逐渐集中。经过多轮循环的粉末表面粘连卫星粉数量增加,同时会带有凝结的熔池金属,使表面粗糙化。同新粉末相比,经过多次循环后的粉末松装密度和振实密度均有所下降。休止角、崩溃角、平板角大小略有上升,粉末整体流动性下降。在循环过程中,由于激光热作用和氧化生成了少量具有磁性的杂质粉末。经过有限次循环后,粉末元素成分含量保持在标准范围内,粉末内部结构没有受到严重破坏。2.随着粉末循环次数的增加,由于粉末形貌变化引起能量输入的增加,熔覆修复组织内部出现界面处柱状晶占比增加,组织内部晶粒粗化的现象。同时,由于粉末中Nb元素含量上升,发现了修复层中Laves相析出数量增加,体积增大的现象。3.对使用不同循环次数粉末熔覆修复试样的维氏硬度、拉伸强度、弯曲强度、抗摩擦磨损、冲蚀磨损等力学性能进行了测试对比研究。结果表明,由于修复成内部组织的变化,随着粉末循环次数的增加,熔覆修复试样的维氏硬度、拉伸强度、弯曲强度均有所下降,试样塑性降低,磨损失重增加。4.针对使用循环粉末导致熔覆修复组织性能降低的问题,在工艺上进行了优化改良。筛选出结果较优的工艺参数,以经过多次循环的粉末为原料,使用优化参数制备了熔覆修复试样,并对其拉伸、弯曲、抗摩擦磨损等力学性能进行测试。结果表明,工艺参数的优化带来了一定程度上的改进,试样各项力学性能均有一定程度提升。