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牙轮钻头具有金刚石钻头、PDC钻头等不可替代的优势,在油气勘探开发中广泛使用。但是牙轮钻头的工作条件恶劣,井底的工况环境复杂,造成其磨损严重,使用寿命偏低。利用激光熔覆技术在磨损后的钻头表面熔覆金属陶瓷复合涂层,可对磨损钻头进行修复,延长其服役周期。本文通过在牙轮钻头常用钢15MnNi4Mo表面制备Co/WC金属陶瓷复合涂层,为牙轮钻头的激光熔覆再制造提供工艺指导。研究了不同工艺参数对单道熔覆层形貌、硬度及稀释率的影响;分析了不同材料成分对涂层组织及性能的影响;熔覆了三层金属陶瓷梯度复合涂层,并研究其组织性能。为优化激光熔覆工艺参数,采用单因素实验方法进行单道激光熔覆,研究工艺参数对熔覆层形貌、硬度及稀释率的影响规律。设计L9（34）正交试验,以熔覆层平均硬度和稀释率为综合指标,对实验结果分别进行极差分析和方差分析,得出各因素对熔覆层综合性能的影响程度,得到最佳工艺参数。利用优化后的工艺参数,分别制备WC质量分数为0%、20%、40%、60%和80%的单层多道熔覆层,研究各熔覆层的宏观形貌、微观组织、物相成分及硬度、耐磨性等性能。实验表明添加的WC量应小于60%。各熔覆层内晶粒形貌较为复杂,但分布规律基本一致,在熔覆层与基体的结合区晶粒沿平面生长,最终形成平面晶;熔覆层中下部为大体垂直于基体的柱状树枝晶;熔覆层上部则以等轴晶的形态大量存在,未熔的WC颗粒弥散分布于熔覆层中。当磨损量较大时,单层熔覆无法满足修复需求,故通过逐层熔覆的方法,制备了三层梯度熔覆层。底层为Co50合金粉末,中间层为添加20wt.%WC的金属陶瓷复合粉末,顶层为添加40wt.%WC的复合粉末。研究了梯度涂层的宏微观形貌及其组织性能等。研究发现,梯度涂层很好地缓和了不同材料之间的性能差异,整体熔覆质量较好。