铝合金在汽车发动机中的应用能够减少汽车结构重量,但是铝合金活塞环槽磨损失效问题十分突出。针对该问题,本文采用钨极惰性气体(TIG)电弧堆焊工艺,在铸造铝合金表面通过堆焊Ni35+Al混合粉末,获得Ni-Al金属间化合物强化相,以改善其表面耐磨性能。采用正交试验的方法优化了TIG电弧堆焊工艺参数。以堆焊层成形质量为评价标准,发现堆焊电流、堆焊速度和粉末涂覆厚度均会影响Ni35+Al混合粉末堆焊层的成形质量。堆焊电流和粉末涂覆厚度的影响显著,其中电流主要影响堆焊层表面成形,而粉末涂覆厚度对堆焊层与母材的结合质量影响较大。在优化的工艺窗口内堆焊Ni35+Al的混合粉末,发现随着热输入的增大和规范的增强,堆焊层的熔深增加而堆高减小;而粉末涂覆厚度主要影响了堆焊层的堆高,厚度增加则堆高明显增高。在本试验条件下,Ni35+Al混合粉末的堆焊层有两种典型的显微组织:一类是在弱规范和大粉末涂覆厚度时,显微组织中是以大量的块状Al3Ni+Al3Ni2为主,有少量的α-Al析出;其它条件下,堆焊层的显微组织为亚共晶(Al-Si共晶+α-Al)基底上析出Al3Ni相。并且随着热输入减小、规范减弱和粉末涂覆厚度增加,金属间化合物含量增多。成形最优化参数下获得的Ni35+Al混合粉末堆焊层的宏观硬度由母材的66HV提高到36HRC以上,而磨损量不足母材的1/4。随着粉末涂覆厚度增大,稀释率降低,Ni-Al金属间化合物含量增多,堆焊层的宏观硬度达到54.9HRC。