激光熔覆原位生成技术是通过在基体表面添加熔覆材料,利用高能密度激光束辐照加热,使熔覆材料与基材表层发生熔化,在熔池中熔覆材料元素与基体元素发生化学冶金反应,从而在基体表层形成冶金结合的熔覆层,达到改善基体表面性质为目的一门新型改性技术。为了改善TC4钛合金耐磨性能差缺陷,本文采用激光熔覆原位生成技术,在TC4钛合金表面预涂覆高纯度C与BN粉末,原位生成Ti-C、TiN、TiB₂、TiB和AlN等陶瓷增强相。通过对不同工艺参数下熔覆层宏观、微观质量的对比分析,选出了最佳的激光熔覆工艺参数范围。利用SEM、XRD和EDXs等测试手段对熔覆层的显微组织和相成份进行分析。利用HXD-1000B型显微维氏硬度计测试了熔覆层的硬度。实验结果表明,激光熔覆层的宏观、微观质量与激光熔覆工艺参数密切相关。在最佳激光工艺参数范围为激光功率P=1900-2000W,光斑尺寸为3×2mm²,预涂层厚度h=0.3-0.5mm,扫描速度V=4-6mm/s时,获得的激光熔覆层表面连续均匀,内部无裂纹的熔覆层,且与TC4钛合金基体实现冶金结合。激光熔覆试样沿层深方向存在三个不同的组织区域,由表及里依次为:熔覆层、结合区及基体热影响区。显微组织成分分析表明,在激光熔覆的过程中,基体中的Ti和Al元素与预置涂层的C、N、B等元素发生化学反应,原位生成TiC、TiN、TiB₂、TiB和AlN等陶瓷增强相。TiC、TiN、TiB₂、TiB和AlN相是以树枝晶和枝晶形式存在。经显微硬度测试,TC4钛合金表面熔覆层的显微硬度相对TC4钛合金有了明显的提高。熔覆层显微硬度(857HV_0.5-1454 HV0.5)比钛合金基材硬度(330HV_0.5-340HV_0.5)提高到2-4倍。