Ti6Al4V合金具有轻质高强、耐腐蚀性优异、生物相容性好等优良特性,被广泛应用于航空航天、海洋工程、生物医疗等领域。然而,Ti6Al4V合金表面硬度低、耐磨性差,严重制约了其在摩擦工况下的推广应用。激光熔覆是一项高效的表面改性技术,近年来被广泛用于表面改性和熔覆修复。为了提高Ti6Al4V合金表面硬度,改善其耐磨性,本文采用多道搭接同轴送粉激光熔覆技术在其表面制备Ti6Al4V/Ni Cr-Cr3C2/CeO2复合涂层,系统研究了CeO2添加量对熔覆涂层组织与摩擦磨损性能的影响规律,为优化Ti6Al4V表面激光熔覆Ni Cr-Cr3C2涂层体系提供科学支撑,同时为该耐磨涂层的应用推广奠定理论与技术基础,具有重要的科学研究与工程应用价值。本文的主要研究内容为:（1）研究了CeO2添加量对复合涂层成形质量的影响规律。CeO2添加成功抑制了复合涂层的开裂现象,同时显著降低了孔隙率。当CeO2添加量为2 wt.%时涂层的表面裂纹完全消除,添加量为3 wt.%时涂层孔隙最低（1.26%）。CeO2添加会增强基材对涂层的稀释作用,添加2 wt.%和3 wt.%CeO2的涂层稀释最严重（稀释率均为54%）。此外,涂层厚度变化规律与稀释率变化基本一致。（2）阐明了CeO2添加量对复合涂层微观组织的影响机制。涂层主要由非计量比碳化钛（Ti2C,增强相）及β固溶体（Cr Ti4,基体相）组成。CeO2添加不会对复合熔覆层的物相种类产生影响,但是会引入CeO2和少量Ce2O3,且稀土氧化物主要分布于Ti2C与Cr Ti4的相界处。涂层中各微区的Ti2C形貌存在显著差异,其在熔覆区、过渡区、结合区的特征形貌分别为发达枝晶、颗粒状、短针状。此外,C含量在一次枝晶中大于二次枝晶,Ni、Cr在基体中出现偏析。未添加CeO2时的枝晶碳化钛相对含量最高（55%）,随着CeO2的添加,涂层中的枝晶碳化钛含量先减少后增大,最低为35%（3 wt.%CeO2）。（3）揭示了CeO2添加量对复合涂层耐磨性的影响规律。与Ti6Al4V基材相比,Ti2C增强Cr Ti4基复合涂层有着较高的表面硬度和耐磨性。未添加CeO2时涂层硬度最高(488.2 HV0.5,为基材的1.28倍),CeO2的添加会导致涂层硬度略微下降。同时,未添加CeO2的涂层耐磨性也最好,耐磨性为基材的22.3倍。不同CeO2添加量的复合涂层中,2 wt.%CeO2的涂层硬度分布最均匀,且摩擦系数最低。综合考虑成形质量、耐磨性后对该涂层进行高温摩擦磨损测试。结果表明,复合涂层有着良好的高温摩擦学性能,其在300℃和600℃下的磨损率仅为室温下的27.1%和0.24%。