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轧辊作为轧机的主要部件,在冶金行业应用较为广泛,在钢材轧制过程中,由于轧辊与钢材之间存在严重的磨损,使用一段时间后的轧辊经常出现磨损和部分剥落等现象,严重影响了轧制产品的质量。本文结合激光熔覆和原位自生金属陶瓷复合涂层的优点,利用激光熔覆技术在高铬铸钢基体上原位合成陶瓷复合相增强铁基熔覆层。采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、滑动磨损试验机以及箱式电阻炉等测试分析手段,对激光熔覆层的显微组织和性能进行了系统的研究。本文采用德国ROFIN光纤激光器,利用激光熔覆技术和预置粉末法在高铬铸钢表面进行试验,研究了正离焦量、线能量、预置粉末厚度以及多道搭接率对熔覆层表面形貌、几何尺寸、稀释率以及性能的影响。研究结果表明：当激光功率为1000W、扫描速度为5mm/s、正离焦量为15mm、离焦处光斑直径约为2mm、预置粉末厚度0.8mm、搭接率约为30%、纯氩气保护、气体流量约为15L/min时,可以获得熔覆层表面平整度较高、与基体组织呈良好冶金结合且熔覆层内部无裂纹、夹渣、气孔等缺陷的Fe基熔覆层。研究了不同钒铁和硼铁加入量对熔覆层组织和性能的影响。熔覆层中条状和块状VB增强相均匀弥散分布于基体中。当熔覆粉末中硼铁含量为32.8%(wt%)时可以获得抗裂性较好的熔覆层。随着熔覆层中硼铁加入量的增加,熔覆层的表面平整度逐渐变差,熔覆层的硬度逐渐提高。熔覆层中除了生成VB外,还出现了铁硼化合物,这些铁硼化合物在提高熔覆层的硬度同时也增加了熔覆层的开裂倾向,导致熔覆层中裂纹的出现。研究了不同钒铁和碳化硼配比对熔覆层组织和性能的影响。熔覆层中原位合成的条状和块状VB以及花瓣状VC增强相均匀弥散分布于基体中。采用V：(B,C)为1：1.2的合金粉末制得的熔覆层成形较好、硬度较高,平均硬度为1023HVo.3。其熔覆层的耐磨性是基体材料的4-5倍。高铬铸钢材料的磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,而熔覆层的磨损机制主要为粘着磨损。研究了钼铁的加入量对VC-VB熔覆层组织与性能的影响。选用钒铁-碳化硼-钼铁(86.73-9.10-4.17wt.%)作为熔覆合金粉末制得的熔覆层成形较好,熔覆层中原位合成的VB-VC-MoC增强相均匀弥散分布在基体中,部分Mo固溶于熔覆层基体中形成固溶强化,熔覆层的平均硬度为1153HV0.3(HRC73),熔覆层的耐磨性约为基体的9倍。磨损表面无明显的犁沟,剥落坑小而稀。含钼2.5%的熔覆层在600℃时的抗氧化性能最好,其抗氧化性约为不加钼熔覆层的5倍,约为基体的2倍。