复合增材制造是当前增材制造的研究热点之一,本文提出并探究激光熔覆增材制造+铣削加工+超声滚压的复合增材制造方法,在H13模具钢表面再制造Inconel 625和H13增材层,并对工艺过程中的激光熔覆增材制造和超声滚压进行工艺参数研究,着重提高再制造H13模具钢的高温摩擦磨损性能和耐腐蚀性能,使再制造热作模具能够延长服役时间。主要研究内容如下:激光熔覆增材制造的工艺研究。通过响应曲面法设计并进行四因素三水平的单道激光熔覆实验,依据实验结果通过方差分析出适合多层激光熔覆的工艺参数;通过实验研究搭接率和多道搭接工艺参数,对单层激光熔覆的路径进行仿真模拟,在预设的三个路径中选取最合适的方案进行多层激光熔覆工艺参数研究;通过数学模型分析多层激光熔覆Z轴单行程距离。超声滚压表面处理的工艺研究。通过实验确定超声滚压实验的滚压次数、滚压速度和进给量;运用Comsol建立超声滚压二维模型,定义动态冲击的加载,针对不同静压力、振幅对表面残余压应力及表面粗糙度的影响,得出表面最大位移和残余应力随着静压力和振幅的增加而增加,两者受静压力的影响较大,受振幅的影响较小。复合增材制造修复H13模具钢的工艺试验和性能表征。将激光熔覆实验、铣削加工与超声滚压实验相结合,选取合适的工艺参数进行复合增材制造工艺实验,并对实验所得工件进行微观组织分析,对其表面显微硬度、表面粗糙度、耐腐蚀性和高温耐磨性能进行实验研究。结果表明,经超声滚压细化后,复合增材制造的增材层顶部产生厚度约5的晶粒细化纳米层,具有硬化强化作用,Inconel 625的硬度提高约65%,H13的硬度提高约55%。超声滚压工艺对工件表面质量同样有提升效果,H13的表面平整度提高3.04倍,Inconel 625的表面平整度提高3.6倍。复合增材制造层比激光熔覆层具有更好的耐腐蚀性能。高温摩擦磨损实验中复合增材制造层和激光熔覆层表现为相同的磨损机制,均为氧化磨损、磨粒磨损和黏着磨损;两个材料的复合增材制造层的高温耐磨性均有所提高,Inconel 625的磨损体积降低约36%,H13降低约32.4%的磨损体积。论文共有图幅63个,表22个,参考文献82篇。