H13热作模具钢作为应用最广泛的热作模具材料,其失效后的修复以及表面强化决定了模具钢的使用寿命。本文采用激光熔覆的工艺方法在H13钢表面制备了Ni基涂层,并辅以超声振动的手段对熔覆涂层性能进行改善,探究了超声辅助激光熔覆实验各参数对于熔覆涂层性能的作用机制和影响机理,得到了一组气孔裂纹数目较少,显微组织细化,显微硬度较高且具有良好摩擦磨损性能的熔覆层。其主要研究内容如下:对Ni基合金粉末激光熔覆和超声辅助激光熔覆Ni基涂层实验过程进行有限元法仿真分析,为熔覆实验参数的选择缩小参数选取范围,从而减少实验次数。仿真结果表明,当激光功率为1400 W时,熔覆层的稀释率适中,且能与基材形成良好冶金结合;施加超声振动后熔覆层最高温度,温度梯度以及热应力值均呈减小趋势,能够有效降低熔覆层气孔和裂纹的发生率。以仿真结果作为实验参数选取依据,并结合三因素三水平的九组正交实验法和控制单一变量法进行了Ni基合金粉末激光熔覆实验,得出了激光功率,扫描速度和送粉电压对于熔覆层稀释率,显微组织以及显微硬度的作用关系。分析得到了当功率为1400 W,扫描速度为3 mm/s,送粉电压为14 V时熔覆层裂纹气孔数目较少,显微组织细化且显微硬度较高。采用超声振动辅助激光熔覆的工艺方法制备了Ni基涂层,利用金相显微镜和扫描电子显微镜（SEM）对熔覆层进行显微组织分析以及能谱分析,分析结果表明,当超声频率为40 k Hz时可以得到气孔较少且无裂纹的熔覆层;施加超声振动后熔覆层在超声空化的作用下晶粒尺寸得到了细化;在30 k Hz时熔覆层出现了成分偏析现象,随着频率的增加,40 k Hz时成分偏析现象得到了较好的解决。对采用了不同熔覆工艺的熔覆层进行摩擦磨损实验,实验结果表明,激光熔覆后的Ni涂层相比H13钢基材拥有更高的耐磨性,而施加超声振动的Ni基涂层拥有更小的磨损系数,其耐磨性要优于普通Ni基涂层。经过30min和60min的摩擦磨损实验,超声振动Ni基涂层表面未见明显表层剥落现象,其磨损类型主要是以较轻的犁削磨损为主。