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Ni60 喷涂涂层中存在界面熔合区组织不均匀、元素分布失衡、结合强度不足等问题。为了改善喷涂涂层固有缺陷，本文采用超音速等离子喷涂技术（SAPS）在 45 号钢基体上预制 Ni60 涂层，在自然散热和表层绝热的条件下对试样进行感应重熔+强制冷却处理。通过光学金相显微镜、SEM(EDS)、XRD、EPMA、宏观洛氏硬度、微观硬度测试仪器和销盘式摩擦磨损试验机对 Ni60 重熔冷却涂层组织形貌、元素扩散及性能进行分析，利用Jade 6.5、Origin 8.0、Image-pro plus 6.0等相关软件分析涂层的物相种类、微界面强化相所占比例等。 研究表明，Ni60 喷涂涂层中存在大量孔洞及缺陷。Ni60 重熔涂层组织细密均匀，由针状、棒条状、块状相互交错分布，与基体形成冶金结合带。在自然散热的条件下， Ni60 重熔冷却涂层为致密的定向凝固组织结构，孔隙基本消失，由柱状枝晶和枝晶间的深灰色组织相间分布构成；其主要物相为λ-Ni、λ-(Fe,Ni)、λ-(Fe,C)、Cr2B、Cr7C3、FeB；Fe 元素在涂层中分布均匀，单向散热的强制冷却抑制了基体中 Fe 元素的远程扩散；涂层表面宏观硬度平均值为 33.4HRC ，截面平均显微硬度为566.1HV0.2。在表面绝热的条件下，Ni60 重熔冷却涂层组织具有向等轴晶、块状晶和针状、棒状、条状转变趋势，组织比较细密，有铸造熔结特点；涂层与基体的结合界面靠近涂层一边显示为平面特征的白亮带，靠近基体一边形成断续生长的浅亮色化合物层；主要物相为λ-Ni、λ-(Fe,Ni)、λ-(Fe,C)、Cr2B、Cr23C6，检测到较少量的 FeB 相；相对靠近基体部分，涂层上部 Fe 元素含量明显增加，波动较大，保温层使 Fe 元素具有向涂层表面迁移聚集的趋势；涂层表面宏观硬度平均值为 54.4HRC，截面平均显微硬度为 659.2HV0.2。 在自然散热条件下，功率为 0.7kW 时 Ni60 重熔冷却涂层两个取向的柱状枝晶呈发散、汇聚的竞争生长形式，生长能力不同；功率为 2kW 时涂层中柱状枝晶与热流方向存在偏离角度，有穿晶生长的现象；功率为2.5kW 时涂层中定向晶粒完全沿热流方向生长，组织结构为沿热流方向保持很好的胞状树枝晶；功率为 3.3kW 时，涂层组织为晶粒尺寸偏大的短胞状晶粒组织结构，粗大的胞状晶呈定向生长的特征；功率为 4.5kW时，涂层组织由更加细小的胞晶、胞状晶组成，没有规则的取向性。 在自然散热条件下，冷却水流量为 60L/h 时 Ni60 重熔冷却涂层中柱状枝晶呈汇聚、发散的竞争生长形式，涂层上部发生柱状晶-等轴晶的转变；70L/h 时涂层中有明显的枝晶臂熔断的现象；80L/h 时涂层包含等轴 晶区、柱状晶区、树枝晶区和细长型胞晶区，组织结构比较多样化；90L/h时涂层的凝固组织晶粒是比较好的柱状晶，晶粒明显变小；100L/h 时涂层柱状晶取向性不规则，存在杂乱短棒状晶，晶粒更加细小。在相同的加热功率和加热时间下，枝晶组织随冷却速率的增大而细化，枝晶间距减小。 摩擦磨损实验结果表明，在室温干摩擦条件下，载荷相同时表层未绝热 Ni60 重熔冷却涂层的磨损量比表层绝热 Ni60 重熔冷却涂层的低，定向凝固涂层的耐磨性较好。表层未绝热 Ni60 重熔冷却涂层磨损机制为轻微的刮擦磨损、轻微的磨粒磨损和具有涂抹性质的粘着磨损；表层绝热Ni60 重熔冷却涂层磨损机制为轻微的刮擦磨损、较为严重的粘着磨损，局部区域出现疲劳磨损特征。