铝合金因其密度小、比强高、较高性价比等特点而被广泛应用于工业领域,但未经表面强化处理的铝合金表面硬度低、耐磨损性差,这在很大程度上限制了其应用场合。电子束表面合金化处理可以提高铝合金材料的表面硬度与耐磨性能,从而可以扩大铝合金的应用范围。　　本课题利用电子束表面合金化技术对表面预涂覆1Cr13不锈钢的6061铝合金进行处理的研究;利用ANSYS12.0对铝合金表面电子束合金化处理过程中的温度场进行模拟;采用 Tension金相显微镜、TSM-56102V扫描式电子显微镜(SEM)、EM-4000半自动显微维氏硬度测试系统及MPX-2000型立式万能摩擦磨损试验机对经电子束表面合金化处理后试样获得的强化层的组织结构、显微硬度与耐磨损性能进行了测试与分析;通过模拟得出不同工艺参数条件下电子束表面合金化过程温度场的变化规律,从而筛选出合适的电子束工艺参数为后续试验做准备;探讨了电子束表面合金化处理对分别通过热喷涂法、电镀法及机械压制法制备的涂层试样的组织和性能的影响;分析了不同的工艺参数对铝合金表面电子束合金化1Cr13不锈钢的影响;通过仿真结果与试验结果对比分析,对温度场模型的可靠性进行了预测。　　研究结果表明:通过模拟得到了电子束表面合金化温度场的变化规律,分析得出适合电子束表面合金化的工艺参数如下:电子束功率P=1.8kW,工件移动速度 V=5mm/s,束斑直径 D=3mm;P=1.8kW,V=10mm/s,D=3mm;P=2.1kW,V=10mm/s,D=3mm;采用热喷涂法、电镀法及机械压制法制备表面预涂覆1Cr13不锈钢的6061铝合金经电子束表面处理,其强化层的晶粒得到了不同程度的细化,其相组成主要有马氏体与Fe-Al金属间化合物,强化层的硬度与耐磨性相对基体有了明显的提高,其中热喷涂试样的表面硬度最高,为238.9HV,约为基体的4倍,耐磨性测试结果表明,磨损量仅为9.23mg,约为基体的1/4;热喷涂试样获得的性能最佳,电镀试样的性能次之,而机械压制法试样的性能相对较差;试样的熔池深度与宽度随电子束功率的增加而增加,随工件移动速度的增加而变小,而随着束斑直径的增加,熔池深度随之降低,熔池宽度在一定范围内大致呈增加趋势;试样表面硬度随电子束功率的增加而提高,随工件移动速度增加而降低,随束斑直径的增加呈先增加后降低的变化规律;试样的耐磨性的变化趋势与硬度的变化趋势基本相同;通过将仿真模拟结果与试验结果对比分析,结果表明所建立的温度场仿真模型具有可靠性,对实验和实际应用有一定指导意义。