为了在TC4钛合金表面获得质量良好的耐磨涂层，以B4C、Ni60A和Ni60A+2～5wt.％B4C三种粉末作为预涂材料体系，在TC4钛合金表面上进行反应法激光熔覆试验。通过工艺探索和涂层质量分析，优选出合适的工艺参数和最佳的预涂层材料体系。利用XRD、SEM、EPMA和TEM等分析手段对三种涂层的微观组织进行分析，研究了存在放热反应的激光熔池特性及涂层中主要增强相的反应生成机制。采用M-200型销盘式摩擦磨损试验机测试了TC4钛合金以及 Ni60A和Ni60A+B4C激光熔覆涂层的摩擦磨损性能，分析了激光熔覆涂层的强化机制。　　试验结果表明，含有 B4C材料体系的激光熔池中存在放热反应，补充了激光能量的不足，有助于熔透较厚的预涂层。Ni60A自熔合金的加入有利于消除涂层中的气孔，改善涂层质量。三种材料体系中，较厚的B4C预涂层在激光熔覆过程中飞溅严重，得到的涂层很薄，且涂层中含有大量气孔和裂纹；Ni60A激光熔覆涂层中的气孔和裂纹很少，但涂层厚度较薄；Ni60A+B4C激光熔覆涂层较厚，且涂层质量良好，为最佳材料体系。三种材料体系的激光熔覆涂层硬度均很高，为TC4基底材料硬度的3～4倍。　　微观组织分析表明，三种激光熔覆涂层的组织各不相同。B4C激光熔覆涂层的组织以少量Ti为基体，含有大量反应生成的TiC、TiB2和TiB增强相。涂层中的TiC为长枝晶状，TiB为晶须状，TiB2为长棒状。Ni60A和Ni60A+B4C激光熔覆涂层的微观组织均以γ-Ni固熔体和γ-Ni与Ni3Ti、Ni3B等多元共晶组织为基体，含有 TiB2、TiC和CrB等多种增强相。Ni60A激光熔覆涂层的硬质增强相很少，且分布不均；Ni60A+B4C激光熔覆涂层中含有大量反应自生的TiB2和TiC增强相，且分布均匀。两种激光熔覆涂层中的TiC为长枝晶状，TiB2为六棱柱状，CrB为晶须状。而且， Ni60A+B4C激光熔覆涂层中的TiB2常包裹住 TiC的一部分，形成一种复合式嵌镶结构。B4C激光熔覆涂层与TC4基底结合界面处的组织为直接过渡，两种组织分界比较明显，不存在中间稀释区。Ni60A和Ni60A+B4C激光熔覆涂层与TC4基底结合界面处存在一个中间稀释区，稀释区内基本不含硬质增强相，主要为Ni和Ti的共晶组织。　　在激光熔覆 Ni60A+B4C预涂材料过程中，TC4基底的Ti熔化进入激光熔池中，与B4C发生化学反应，生成 TiC和TiB2。在激光熔池冷却过程中，TiC优先形核，八面体 TiC晶核的生长机制为台阶侧向生长。熔池中高的过冷度以及周围熔体中的温度场和浓度场分布不均匀，使得 TiC长成很长的枝晶状。由于熔体中的TiB2原子团具有很高的表面活性，而且其和TiC存在很强的晶界粘合效应，所以熔体中的TiB2原子团以先析出的TiC枝晶为异质形核中心，吸附在其表面，生长成棱角分明的六棱柱状。长大的大颗粒TiB2将长枝晶TiC包裹住一段，形成一种复合式镶嵌结构。　　在与YG8硬质合金对磨时，TC4钛合金的摩擦系数为0.505～0.641；Ni60A激光熔覆涂层的摩擦系数为0.455～0.466；Ni60A+B4C激光熔覆涂层的摩擦系数为0.454～0.476。在重载荷作用下，两种激光熔覆涂层的磨损失重量均远远低于 TC4钛合金的磨损失重量。随着载荷的加大，TC4钛合金的磨损失重量呈明显上升的趋势，而激光熔覆涂层的磨损失重量则增长较小。TC4钛合金的磨损是粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损三种机制共同作用的结果，粘着磨损和磨粒磨损占主导地位。Ni60A激光熔覆涂层的磨损以磨粒磨损为主，存在一定的粘着磨损和疲劳引起的剥层磨损。Ni60A＋B4C激光熔覆涂层的磨损主要以轻微的磨粒磨损为主。　　两种激光熔覆涂层中均存在硬质相强化、固溶强化和细晶强化等多种强化机制。并且，在Ni60A＋B4C激光熔覆涂层中，原位生成大量TiB2＋TiC复合式镶嵌结构，利用长枝晶TiC将大颗粒 TiB2牢固地钉扎在涂层基体里，使之不能松脱，充分发挥了高硬度大颗粒 TiB2的强化优势，极大地提高了涂层的耐磨性能。