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铝合金具有密度低、易加工、比强度和比刚度高等特点,在工业上具有广泛的应用。然而,铝合金的表面硬度低、摩擦系数高、磨损量大,很大程度上限制了铝合金的应用范围。通过激光熔覆可以在铝合金表面获得晶粒细小、致密而且结合性好的强化层。相比于传统熔覆材料,多主元合金突破了传统合金的设计理念,由多种主要元素组成,通过成分的改变,可以在很宽的范围调整润湿性以及硬质相和韧性相的比例,有助于缺陷的控制。本文通过激光熔覆技术在铝合金表面制备了Al-Fe-Mn-Si系多主元合金涂层,研究了激光熔覆工艺、熔覆层的宏观形貌、物相、显微组织、显微硬度及耐磨性能。利用YAG激光器在6061铝合金表面激光熔覆Al-Fe-Mn-Si系多主元合金涂层的工艺理想取值范围为:扫描速度V=4~5mm/s、峰值功率pm=5~6kw、脉冲宽度tp=6~8ms、离焦量D=4~5mm、频率f=8HZ。利用优化的激光熔覆工艺,在铝合金表面得到的涂层宏观质量较好。熔覆层由等轴晶与树枝晶组成,过渡区出现平面晶组织。激光熔覆制备的AlFeMnSiZn多主元合金涂层和AlFeMnCoCrSix多主元合金涂层的相组成主要是具有简单FCC结构的α-Al固溶体,AlFeMnSiZn多主元合金涂层中还生成了少量金属间化合物Al13Fe4和Al6Mn;AlFeMnCoCrSix多主元合金涂层中出现了金属间化合物Al8Fe2Si、Al13Fe4、Al6Mn,且随着Si含量的降低,生成的金属间化合物增多。AlFeMnSiZn多主元合金涂层的表面显微硬度可达330HV0.2;相比于基体的硬度102 HV0.2,提高了2倍。AlFeMnCoCrSix多主元合金涂层比基体的硬度提高了3~7倍,其硬度变化趋势:AlFeMnCoCrSi0.1涂层>AlFeMnCoCrSi0.7涂层>AlFeMnCoCrSi1涂层>AlFeMnCoCrSi0.4涂层。磨损试验结果表明,AlFeMnSiZn多主元合金涂层的磨损体积为基体磨损体积的1/4,磨损机制为粘着磨损和轻微的磨粒磨损同时作用。AlFeMnCoCrSix多主元合金涂层都存在磨粒磨损和一定程度的剥落,磨损体积为基体磨损体积的0.14~0.34倍,其中AlFeMnCoCrSi0.7多主元合金涂层由于韧性相和硬质颗粒的搭配比例最合适,故其耐磨性能表现最好。