铜合金因其出色的导热、导电和耐腐蚀等性能,被广泛应用于各工业领域。在长期工作的极端条件下,铜合金容易产生各种磨损和腐蚀失效现象,而铜合金的失效会对工程的生产和制造产生巨大的经济损失。为避免铜合金的失效行为,目前主要通过合适的表面处理技术在铜合金上制备高性能涂层,提高铜合金产品的使用性能和服役寿命。激光熔覆是铜合金表面改性的主要方法之一,然而由于铜合金导热率和反射率较高,同时,受激光熔覆工艺参数和粉末成分影响,使激光熔覆制备高质量涂层成为难题。因此,本文针对铜合金耐磨性较差和长时间使用易腐蚀的问题,采用有限元理论和响应曲面法,选取合理的激光熔覆工艺参数,制备了不同预热温度和成分的Ni基合金涂层,并对涂层的宏观形貌、物相、组织和性能进行了分析。本文的具体研究内容如下:首先,基于有限元理论,对铜合金单道激光熔覆过程进行数值模拟仿真。通过激光熔覆涂层和基体的温度场,分析了激光熔覆的热循环特性,并与实验结果进行对比分析,激光制备的熔池深度约为0.76mm,熔覆层宽度约为1.53mm,与激光熔覆模拟结果基本一致,同时,分析了冷却速度、温度梯度和凝固速率对熔覆层组织的影响,揭示了Ni基合金微观组织形成机理。其次,以激光功率、扫描速度和预热温度为输入因素,每个因素设计3个水平,涂层高度、深度和硬度为目标响应,设计基于Box-Behnken-响应曲面法的工艺因素优化试验。建立各目标响应与输入因素之间的二阶模型,分析输入因素对高度、深度和硬度的影响。通过预测模型的分析,表明激光功率是影响涂层高度和硬度最显著的因素,而预热温度是影响涂层深度最显著的参数。利用获得最优化工艺参数,在铜合金表面制备了涂层,并对涂层进行了初步分析。再次,以铜基体预热温度为研究对象,设计了100、200、300和400℃预热温度的激光熔覆实验,并对实验结果进行了分析。观察了不同预热温度涂层的宏观形貌、微观组织和物相组成,并对涂层的硬度、摩擦磨损性能、抗腐蚀性能进行了分析,揭示了不同预热温度涂层内缺陷产生原因和组织演化规律,结果表明,预热温度为200℃的涂层具有最佳的耐磨性和耐腐蚀性能。最后,通过设计不同WC成分（5、10、15和20%）的Ni基合金粉末,利用激光熔覆制备了四种成分的涂层。对涂层的宏观形貌、微观组织、力学性能进行了分析,结果表明,20%WC具有最大的显微硬度(1419HV0.5),四种涂层的磨损率分别是4.9×10-5、4.2×10-5、3.9×10-5和9.3×10-5mm~3·N-1·m-1,其中,15%WC含量的Ni基涂层有着最好的摩擦磨损性能。