钛合金因为其具有较高的强度、密度低等性能,并且作为一种新型金属材料被广泛的应用在航天航空、军事兵器、石油化工、生物医疗、船舰及机械加工等领域。但是由于钛合金存在一定的缺陷,比如:高温易氧化、摩擦磨损性能差、硬度低、组织不稳定等,所以其应用范围有了一定的局限性。对钛合金进行表面处理制备出硬度高耐磨性良好的熔覆层来弥补其缺陷已经成为了研究领域的热点之一。激光熔覆技术作为一种新型的表面处理技术,除了含有一部分传统表面改性技术的优点以外,还具有涂层原料品种多并且来源广,稀释率较低、界面结合良好、涂层的厚度和工艺参数容易控制等优点。本文针对在钛合金表面制备涂层时,由于粉体与基体之间材料物理性质不同而易开裂的问题开展研究,选用与TC4钛合金基材具有相同成分的Al-Si以及具有高硬度的B4C、TiC等作为涂层材料,用激光熔覆制备涂层,以改善钛合金的表面耐磨性。通过改变预置层粉末的成分含量和种类,控制涂层在激光熔覆过程中原位生成的陶瓷相种类及分布情况,减小涂层的脆性,分析熔覆层的物相、显微组织、硬度及摩擦磨损性,说明涂层物相的形成机制及界面结合情况,揭示涂层的组织性能及其对性能改善的原因。本文过改变Al-Si粉的元素质量比,对TC4钛合金进行激光熔覆可以制备出与基材界面结合良好、硬度高、耐磨性良好的金属陶瓷复合涂层;且涂层中的物相主要由Ti Si化合物、Ti Al Si化合物、Ti Al化合物等硬质增强相组成,这些物相能够起到组织细化的作用,使涂层更致密;其中Al:Si=3:1（wt.%）的硬度较高、耐磨性能较好。为了进一步提高涂层的表面耐磨性,将具有高硬度的B4C添加到Ti-Al-Si粉末中制备涂层,B4C与Ti反应生成TiC、Ti B、Ti B2,同时Ti B2会与Ti反应生成Ti B,这些物质均为陶瓷增强相。而且Ti-Al-Si在激光熔覆过程中生成Ti Si化合物、Ti Al Si化合物、Ti Al化合物等增强相,可以有益于显著提高涂层的硬度及耐磨性能。实验结果表明当B4C含量过大时,会有裂纹产生,会影响涂层整体的硬度及摩擦磨损性能。B4C含量为8%的涂层的硬度和耐磨性能最好。将不同含量的TiC添加到Ti-Al-Si粉末中制备预置层粉末,通过激光熔覆技术的原位反应可以产生α-Ti、TiC、Ti Si化合物、Ti Al Si化合物、Ti Al化合物和Ti3Al C2等增强相,有利于制备硬度高、耐磨性良好的涂层。但TiC的含量不宜过高,否则涂层会出现开裂或者部分TiC未熔融的现象。结果表明,质量比为6%TiC涂层其硬度和耐磨性的综合性能最为优异。为了进一步获得具有细化的组织和性能更好的涂层,将不同含量的Y2O3添加到一定含量的TiC和Ti-Al-Si的混合粉末中制备预置层粉末,通过激光熔覆技术可以产生Ti Si化合物、Ti Al Si化合物、Ti Al化合物、Ti3Al C2等物相,同时还会生成TiC、Y2O3、Al2O3、Ti O2和Si O2。结果表明,Y2O3含量越多组织越细密,但是Y2O3含量过多时会出现裂纹和气孔。质量比为1%Y2O3涂层其硬度和耐磨性的综合性能最为优异。