本课题的来源是河北省自然科学基金的资助项目——《液芯大压下轧机轧辊极端条件下低周热疲劳寿命的研究》。根据该基金早期所做的工作以及完成的内容,最后确定本文主要研究的内容是:采用激光重熔技术在液芯压下轧机轧辊上制备氧化锆（Zr O2-8%Y2O3）热障涂层,确定制备的工艺参数,并对涂层的性能进行研究分析。经过激光重熔处理能够降低涂层的孔隙率,提高涂层致密度,改善涂层的微观组织,消除原有的层状堆叠结构形式,促进涂层和基体结合界面处的元素均匀扩散,从而提高基体和涂层的结合强度,提高涂层质量。激光重熔的过程是一种快速熔化也快速凝固的冶金过程,在形成的熔池中存在着很复杂的传质、传热、扩散、对流、相变等化学及物理现象。而激光重熔过程工艺参数的确定则直接决定了制成的涂层质量的好坏。首先,依据激光重熔工艺的特性,引入了材料换热系数、相变潜热和热物性参数等因素,利用ANSYS仿真优化软件的APDL语言建立出H13模具钢表面激光重熔等离子喷涂ZrO₂-8%Y₂O₃涂层三维连续扫描温度场的有限元模型。研究了某一时刻熔池温度场的分布,分析了不同激光工艺参数对于温度场产生的影响,预测了熔池的深度和宽度,并进行了实验验证,为激光重熔实验中搭接率的选取提供理论依据。其次,根据模拟的结果,利用优化之后的激光参数制出了激光重熔涂层。利用扫描电镜观察涂层的内部组织结构,发现经过激光重熔之后涂层的孔隙减少,得到了致密的组织。之后测试涂层的硬度和抗热震性,涂层的硬度得到很大提高,抗热冲击性得到很好改善。最后,通过小型二辊轧机进行板材试轧,测试激光重熔涂层在实际轧制过程中的使用情况。结果说明,激光重熔涂层保持完好,能有效地提高液芯压下轧机轧辊的疲劳寿命。