螺杆是注塑机的重要零部件,但是由于其工作环境恶劣,容易发生磨损、撕裂、腐蚀等失效,从而增加了螺杆的消耗,提高了企业生产成本,因此提高螺杆表面性能变得极为重要。本文采用激光合金化法分别在45钢表面制备了铬、钼、硼系列合金化涂层,以合金化涂层的硬度为优化指标,通过正交试验优化了每种涂层的激光合金化的工艺参数,并对最佳工艺参数下的合金化涂层的成分进行优化,研究了最佳工艺下的合金化涂层的组织、硬度以及摩擦磨损性能,并对其成分、工艺和性能进行了研究。研究表明,经最佳工艺制备的铬、钼、硼、铬钼、铬硼、钼硼以及铬钼硼合金化涂层表面均无孔洞、裂纹等缺陷,每种合金化涂层均由合金化区和热影响区组成,其整体形貌均为月牙形,合金化区组织形态均为柱状晶粒,且合金化区与热影响区交界处呈冶金结合;每种涂层的硬度和耐磨性能较于基体均有大幅度提高,其合金化区的硬度都比较均匀,热影响区硬度均呈梯度分布,其中硼合金化涂层硬度最高且磨损率最低,铬合金化涂层硬度最低且磨损率最高,通过对每种涂层的硬度和耐磨性能分析,可以确定出涂层硬度与磨损率成反比,即硬度越高,磨损率越低;每种涂层的摩擦系数均随着时间的推移先上升最后趋于稳定,其中钼合金化涂层摩擦系数最低,铬合金化涂层摩擦系数最高;通过对合金化涂层的成分、工艺和性能的分析,可以确定出涂层的性能与成分和工艺有着重要的联系,硼元素对于合金化涂层的硬度和耐磨性能提升最大,铬元素对硬度和耐磨性能提升最小。研究表明,利用激光合金化技术制备的铬、钼、硼系列合金化涂层均能提高基体表面的耐磨性能,根据注塑机螺杆磨损程度不同,可以选择不同的成分和工艺,从而提高注塑机螺杆的使用寿命,为企业降低成本,具有重要的工程应用价值。