钛合金因为其比强度高、耐热抗腐蚀性能优异等优点,是一种被广泛应用于航天航空、石油化工、生物医疗和船舶汽车等领域的结构材料。但是其耐磨性差的缺陷限制了其在摩擦构件上的应用。激光熔覆技术作为一项蓬勃发展的表面改性技术,具有能量高、速度快和易形成自动化等优点。本文以为提高钛合金的耐磨性为目的,采用激光熔覆技术在钛合金表面制备具有优异耐磨性能的复合涂层。本文采用半导体激光器在钛合金表面制备了 TC4+10wt%Ni包B4C、TC4+20wt%Ni包B4C与TC4+10wt%hBN复合涂层。利用SEM对熔覆层的组织结构进行观察,使用XRD与EDS对物相成分进行分析,使用显微硬度计、真空摩擦磨损试验机对熔覆层的硬度、耐磨性进行了测定。探讨了工艺参数与熔覆材料对宏观质量、微观组织结构以及涂层性能的影响。在多组工艺参数下,TC4+10wt%hBN熔覆层都有大量孔洞产生。在功率为4kW,扫描速度为15mm/s时,熔覆层质量良好。熔覆层是棒状相TiB与树枝晶结构TiN分布在α-Ti基体中构成。熔覆层平均显微硬度为1059HV0.3,约为钛合金基体的3～4倍。大气与真空环境下摩擦磨损试验表明:相较于真空环境中,熔覆层在大气环境中摩擦系数较小约为0.2～0.3,磨损量较小为0.0007g。在大气环境下,熔覆层的磨损形式主要为氧化磨损;在真空环境中,主要为磨粒磨损与粘着磨损。TC4+10wt%Ni包B4C熔覆层主要是由板条状以及片状TiB、颗粒状TiC、不规则块状相NiTi2以及未完全分解的B4C颗粒弥散分布在α-Ti基体中构成。优化工艺参数:P=4kW,V=8mm/s。熔覆层平均硬度661HV0.3,为基底的两倍,摩擦系数在0.50～0.55之间,磨损形式主要为磨粒磨损与粘着磨损。TC4+20wt%Ni包B4C熔覆层主要由空心管状TiB、颗粒状以及花瓣状TiC、不规则块状相NiTi2、树枝状相TiB2与未完全分解的B4C镶嵌在α-Ti基体组成。优化工艺参数:P=4kW,V=10mm/s。熔覆层平均硬度最大895HV0.3,为基底的三倍,摩擦系数在0.7～0.8之间,磨损量为0.0072g,约为基体的1/4,耐磨性增强,磨损形式主要为磨粒磨损与粘着磨损。