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镁合金具有密度低、比强度和比刚度高、阻尼好、易加工等一系列优点，在汽车、航空航天、军事领域有重要的应用价值及广泛的应用前景，被称为“21世纪的绿色工程材料”。但是，镁合金的硬度低、耐腐蚀性和耐磨性差阻碍了它的应用。为了解决这一问题，通过镁合金的表面改性以提高其硬度，耐磨性和耐腐蚀性具有重要的现实意义。实验采用5Kw横流式CO2气体激光器在AZ91D镁合金表面进行了Al+Al2O3激光熔覆试验（Al2O3的质量分数分别为2%、4%、6%）来提高其硬度、耐磨和耐腐蚀性能。采用体视显微镜（SM），扫描电子显微镜（SEM）及自带能谱仪（EDS），X射线衍射仪，对熔覆层的显微组织结构，成分分布，相组成进行了分析，采用显微硬度测试仪，磨损试验机对熔覆层显微硬度，耐磨性能进行了分析，采用电化学腐蚀法和失重法对熔覆层的耐腐蚀性能进行了检测，通过对熔覆层的宏观和微观比较分析得出了合适的熔覆工艺参数为功率P=1.8Kw，扫描速度V=7mm/s,光斑直径D=3mm，在此工艺参数下得到了表面光滑平整，气孔等缺陷少，组织细小均匀，与基体实现了良好的冶金结合。显微组织分析表明，熔覆层可分为熔覆区、结合区、基体三个部分。熔覆区的形貌为连续的网状组织，随着激光功率和扫描速度的不同，Al+4%Al2O3和Al+6%Al2O3两种粉末熔覆后形成的网状组织形态不同。随着功率的增加，网状组织尺寸变大，部分网状组织转变成雪花状；随着扫描速度的增加，网状组织逐渐变得细小。Al+2%Al2O3粉末在优化的激光工艺参数下得到的熔覆层结合区出现了不规则状的细小组织。随着Al2O3含量的增加，不规则状组织逐渐消失。熔覆层相分析表明，熔覆层主要有Mg17Al12、Al2Mg、MgO、Al2O3、Al2Mg3的相。硬度分析表明，Al2O3硬质相在涂层中的固溶强化增强了熔覆层的硬度。在不同的激光工艺参数下得到的Al+Al2O3涂层的显微硬度由基体的85HV最高提高到340HV，约为基体的4倍。磨损试验表明，在载荷大小不变时，随着磨损时间的延长，在不同激光功率下Al+Al2O3涂层的磨损失重最高约为AZ91D基体的三分之一。在磨损时间不变时，随着载荷大小的增加，在不同扫描速度下得到的Al+Al2O3涂层受载荷的影响程度不同。腐蚀实验采用失重法分析可知，Al+2%Al2O3和Al+6%Al2O3两种熔覆粉末得到的熔覆层的腐蚀速率都要低于AZ91D基体。极化曲线分析可知，Al+2%Al2O3和Al+6%Al2O3两种的熔覆粉末得到的熔覆层的腐蚀电位都高于AZ91D镁合金基体，腐蚀电流比AZ91D镁合金基体都低。因此熔覆层比基体耐腐蚀性提高了。