为提高铝合金的综合使用性能，扩大其应用范围，本文对6063Al基体表面激光熔覆Ni60+稀土（分别选取CeO2、Y2O3和La2O3稀土氧化物）的工艺参数和稀土调控改性进行了研究。首先分别对三种熔覆粉末 Ni60+4%CeO2、Ni60+5%Y2O3 和Ni60+5%La2O3进行了工艺试验研究，采用BP神经网络对工艺参数进行预测和优化，并对预测的结果进行了工艺试验验证；其次开展了稀土对铝合金激光熔覆的影响研究，分析了不同稀土氧化物CeO2、Y2O3和La2O3含量对强化层宏观及截面形貌、物相、硬度和高速往复摩擦磨损性能的影响；然后深入开展了基于稀土调控铝合金激光熔覆微观结构研究，分析了各强化层的元素分布、微观组织形貌和相组成，探讨了各元素分布规律，强化层组织的形核、长大机理和稀土的作用机理；并开展了铝合金激光熔覆温度场和残余应力的数值模拟研究；最后开展了电化学腐蚀性能研究和摩擦磨损性能研究。课题主要研究结论概括如下：　　（1）通过工艺试验和BP神经网络预测，获得了铝合金表面激光熔覆Ni60合金+稀土（4%CeO2、5%Y2O3 和 5%La2O3）强化层的最佳工艺参数为：Ni60+4%CeO2粉末的最佳熔覆工艺参数为：功率4000W，光斑直径7mm，扫描速度12 mm／s；Ni60+5%Y2O3粉末的最佳熔覆工艺参数为：功率4500 W，光斑直径7 mm，扫描速度10 mm／s；Ni60+5%La2O3粉末的最佳熔覆工艺参数为：功率4000W，光斑直径7mm，扫描速度10 mm／s。　　（2）最佳稀土含量的强化层为 Ni60+4%CeO2强化层、Ni60+5%Y2O3强化层和Ni60+ 5%La2O3强化层。　　（3）Ni60强化层厚度约800 μm，宏观形貌较差，表面不平整，截面组织存在大量的气孔和裂纹，强化层部分脱落；添加最佳稀土含量的强化层厚度达到1000 μm，宏观形貌较好，截面形貌较好，无明显气孔、裂纹、无脱落现象。　　（4）Ni60强化层表面硬度为1117.6 HV0.1，Ni60+4%CeO2强化层表面硬度达到1646.1 HV0.1，Ni60+5%Y2O3强化层表面硬度达到1472.9 HV0.1，Ni60+5%La2O3强化层表面硬度达到1454.2 HV0.1。　　（5）强化层主要由底部一层较薄的界面过渡层和上部厚度较大的强化层两部分组成。Ni60 强化层的界面过渡层存在大量的气孔，而添加最佳稀土含量的强化层的界面过渡层无明显气孔，晶粒分布较弥散，添加稀土强化层的界面过渡层组织得到细化。　　（6）Ni60强化层的上部强化层为粗大的柱状晶组织，存在严重的偏析，而且存在一些5μm左右的气孔。而添加最佳稀土含量的强化层的上部强化层组织明显得到细化，呈现细密的、均匀分布的枝晶，无明显气孔缺陷，组织偏析得到明显改善。　　（7）Ni60强化层上部强化层组织存在严重的偏析，主要由三种组织组成：一种为基底组织Al；另一种为生长在基底组织上的“长条状”粗大的柱状晶（AlSi）7Ni3，枝晶尺寸宽度约10 μm，长度较大，布满整个图像；第三种为不均匀分布的“花瓣状”组织AlCr2 相。与Ni60强化层相比，加入最佳稀土含量的上部强化层主要由三种组织组成，一种为基底组织，为面心立方晶体结构的 Al；另一种为胞状树枝晶，枝晶尺寸宽度约0.5 μm，长度约1.5 μm，为超结构的Al4Ni3；第三种为不同稀土不同分布状态的 AlCr2 相，Ni60+4%CeO2呈均匀弥散分布的“针状”组织，Ni60+5%Y2O3沿晶内偏析分布，Ni60+5%La2O3沿晶界偏析分布，三种稀土相比，组织状态由好到差的顺序为Ni60+4%CeO2强化层，Ni60+5%Y2O3强化层，Ni60+5%La2O3强化层。　　（8）激光熔覆裂纹形成的机理为凝固裂纹和液化裂纹。将优化激光熔覆的工艺参数和稀土调控改性结合可以很好的解决铝合金表面激光强化层开裂的问题。　　（9）与Ni60强化层相比，加入最佳稀土含量的强化层耐腐蚀性和摩擦磨损性能均有明显提高。三种最佳稀土含量的强化层相比，耐腐蚀性能和耐磨损性能由好到差的顺序为Ni60+4%CeO2强化层，Ni60+5%Y2O3强化层，Ni60+5%La2O3强化层。