随着能源、资源和环境约束的加剧,绿色制造理念已逐渐成为全球共识。随着《中国制造2025》实施,要求大力发展再制造产业,实施高端再制造、智能再制造、在役再制造,促进再制造产业持续健康发展。同时,“十三五”规划将依据“中国制造2025”计划方针把再制造业纳入到发展规划中。持续的政府政策支持为再制造产业的发展创造了利好环境。激光熔覆技术的普及为机床零部件的再制造提供有效的解决方案,可有效解决传统再制造工艺技术普遍存在能耗大、环境污染严重、零件修复率不高等问题。基于国家工信部绿色制造系统集成项目“机床绿色再制造关键工艺技术及应用示范”。本文以Fe313粉末初始材料研究对象,以保证熔覆层表面形貌、成形精度及提高熔覆层性能为研究内容,进行了系统性的实验研究和机理分析,并尝试对机床直线导轨进行修复。论文的主要研究内容包括:（1）基于田口-灰色关联分析对激光熔覆参数进行了优化,实现了多目标响应下的多参数优化。以直线导轨材料（S55）作为基体,选取Fe313作为熔覆粉末,选择激光功率、扫描速度、送粉速度作为待优化的工艺参数,熔覆宽度、熔覆高度及稀释率作为待优化的响应目标。采用田口法进行设计了 3因素5水平正交实验,并对三响应目标的信噪比进行方差分析,分别分析各因素对响应目标的影响大小和次序。基于田口法的灰色关联分析将三个响应目标转化成单独的灰色关联度来对工艺参数的优化,最终找出能实现最大熔宽、最小熔高、合适稀释率的最佳工艺参数组合。最后通过实验验证了灰色关联度的预测和响应目标的改进。同时,对于多道单层和多道多层中搭接率和Z轴提升量,通过梯度搜索进行单目标优化。（2）为增强Fe基熔覆层的耐磨性能,在Fe313粉末的基础上中加入TiN、Ti和石墨,经球磨后通过激光熔覆原位合成Ti（C,N）陶瓷增强相。先通过热力学计算判断可能发生化学反应是否能自发正向进行,通过5组不同含量添加相对比试图探究其反应机制,熔覆后通过SEM、EDS、XRD对不同添加量时熔覆层进行能谱和物相分析,其耐磨性能通过摩擦磨损试验进行检测分析,并对熔覆层进行划痕试验,获取熔覆层抗变形能力的强弱。（3）为表征不同温度热处理对Ti（C,N）增强铁基涂层组织和机械性能的影响及热处理涂层的可加工性能。先通过差示扫描量热法（DSC）来对粉末进行分析,并以此来指导熔覆层热处理温度的设置,对不同温度热处理熔覆层的显微组织、抗拉强度、折弯强度进行检测,并研究不同热处理温度对熔覆层的切削性能的影响,包括:铣削力、铣削表面粗糙度及铣削过程中的振动。最后,对直线导轨的失效形式进行观测,对直线导轨的上滚道面、下滚道面和45°斜面进行预处理,并最终对直线导轨各表面进行修复。