随着高端装备制造领域对高性能表面涂层需求的日益增长，传统激光沉积技术因固有高温度梯度导致的涂层开裂、元素偏析等问题，难以满足高端装备核心零部件表面强化涂层的形性协同制造需求。本研究聚焦激光-感应复合沉积技术体系，针对现有中低频感应热源(<100kHz)存在的熔池过热控制难题，提出激光-超高频感应复合沉积工艺，在激光沉积过程中引入超高频感应热源(>750kHz)，一方面，利用超高频感应热源热效应调控激光沉积温度梯度以优化涂层应力状态；另一方面，利用其同步产生的强电磁效应促进熔池液态金属流动以细化涂层微观组织，改善其热效应所引起的涂层微观组织劣化问题，进而实现涂层微观组织优化与应力开裂抑制的协同控制。
为揭示超高频感应热源引入激光沉积过程后对涂层微观组织的影响机制，以Inconel625高性能镍合金为涂层材料，研究建立了电磁场-流场-温度场-浓度场的多物理场耦合模型，结合相场模拟揭示了超高频感应热源热-磁作用对复合沉积涂层内枝晶形态、枝晶间距及析出相形态等微观组织特征的影响，研究表明施加超高频感应热源后枝晶明显得到细化，并且随着电流密度的增加，细化效果更加明显；溶质分布结果表明枝晶间Nb浓度平均峰值随着电流密度的增加逐渐降低，超高频感应热源磁致搅拌作用促进枝晶生长前沿熔体流速的增加，枝晶间的偏析程度有所降低，分布更加均匀。此外，激光-超高频感应复合沉积过程中溶质分布系数较激光沉积过程有所增加，有利于抑制元素偏析。通过抑制Laves相析出，促进强化相γ"(Ni3Nb)的形成，使涂层平均硬度提升至325 HV(增幅27.5%)；在电流密度为1.40×10⁸ A/m²条件下，涂层表现出优异的耐腐蚀性能，腐蚀电流密度降低至1.7×10^-7 A/cm²；摩擦学性能测试表明，复合沉积涂层磨损量较单一激光工艺减少37.5%，也验证了其在耐磨性方面的显著优势。同时，本研究进一步将该工艺方法应用于CoCrFeNi-(Al,Nb)高熵合金涂层的制备，在涂层裂纹抑制、性能优化方面同样取得显著效果，验证了该技术在高熵合金涂层制备中的应用潜力。

超高频感应热源；激光沉积；微观组织；成形机制；形性协同优化