铝合金具有比重轻、比强度高、导电导热性好等诸多优点，其工业应用日益广泛。随着现代工业的高速发展，其硬度低、耐磨性能差等缺点在一定程度上限制了它的应用。因此，对铝合金表面进行强化是表面改性领域内的一个重要研究课题。在铝合金众多的表面改性中，高硅铝合金优异的高硬度、耐磨性能吸引着人们的眼球。激光处理技术，特别是激光熔覆技术以其独特的优点吸引了许多研究者的关注，因此利用激光熔覆技术对铝合金表面进行改性显示出良好的应用前景。本文在系统阐述了铝合金表面激光熔覆制备各种性能的硅涂层的现状及存在的问题的基础上，以提高铝合金表面硅含量为目的，提出了激光辅助渗硅技术。利用横流CO2高激光器，以铝合金为基材，在其表面预置硅粉后进行激光处理，并研究熔覆工艺参数对覆层质量的影响，得出了较优化工艺参数。并对优化参数下的组织形貌进行了观察研究，对Si含量、显微硬度分布、摩擦磨损等进行了测试与分析。此外，对激光熔覆样品进行了热处理研究，得出了一系列实验数据，对于高硅铝合金和激光技术的应用开发都具有重要的意义。实验表明，不合理的工艺参数会带来气孔、裂纹等现象，而优化参数（激光功率P=2.4kW，扫描速度V=300mm/min）条件下制备的涂层质量较好，生成了沿深度方向分布依次为熔覆区、结合区、基体热影响区的强化层。基体热影响区仍保持原来的组织，结合区处的凝固组织呈现典型外延生长，在熔覆区存在大量五星瓣、板状的初晶硅相。强化层的深度达到1mm以上，且Si元素含量明显高于基体部分，显微硬度分布由表及里地呈现下降趋势，且最高硬度可达为320HV，平均硬度远远高于基体。同时，熔覆层的摩损失重量约为基体的1/2左右，摩擦系数大约0.41，相对于铝合金基体来说，耐磨性大大增加。对激光优化参数下熔覆的高硅涂层试样进行了不同参数的扩散加热处理，发现随着保温时间的延长或者加热温度的提高，初晶硅开始溶解断裂并且圆整钝化，但是超过一定的保温时间和加热温度，初晶硅相组织反而恶化，出现搭接长大的现象，说明扩散加热处理对初晶硅形态的改善是通过硅原子的扩散来完成。经拟合硅元素分布曲线并计算得到硅在450℃下的扩散系数D为4.8942×10^-13m²s^-1，500℃下为7.6992×10^-13m²s^-1，550℃下为8.4316×10^-13m²s^-1，由此可知，扩散激活能Q为42.1238×10³J/mol，扩散常数D₀为5.4089×10-10m²s^-1。同时硬度值得到提高，特别是距离表面0.7mm处以及更深区域的总体硬度有明显的提高。最佳参数为500℃下保温36小时，此时的初晶硅尺寸最小，约为30-32μm；且最高硬度为319HV，平均硬度较未经扩散加热处理的熔覆层的硬度约提高7.5%；平均摩擦系数约为0.395，总体上，耐磨性能比基体和没有经过扩散加热处理的激光熔覆层（平均摩擦系数大约为0.41）好。