本文采用同步送粉与激光气体氮化结合,在钛合金Ti-6Al-4V的表面制备性能优良的复合梯度涂层,对所制备的涂层的显微形貌、微观硬度和物相组成进行了观察分析,并且对涂层的高温抗冲蚀性能进行了重点研究。为了获得性能更加优异的涂层,在以上工艺的基础上,以超声振动平台作为装载实验材料的载物台制备超声振动的复合涂层,将获得的涂层与之前的涂层进行了显微形貌、微观硬度和表面残余应力对比分析。研究结果表明:(1)本实验利用激光气体氮化技术,辅以同步送粉的工艺,在钛合金表面成功制备出了 TiN/Ti3Al复合涂层,内部无裂纹和孔洞,涂层与基体冶金结合良好。(2)对复合涂层进行显微组织进行观察分析得知:复合涂层中的主要是枝晶状和网状的物相组成。而经过XRD和EDS检测发现,该枝晶状的物相组成主要为TiN,而枝晶状组织之间的物相组成成分复合涂层中的物相主要由TiN硬质颗粒相、Ti3Al金属间化合物和少量Ti,Al及N三种元素组成的固溶体。经过硬度检测,发现复合涂层的硬度得到显著提高,增强效果主要来自硬质相TiN。(3)复合涂层的抗冲蚀性能相比于基体,表现出不同的耐冲蚀抗性,具体表现在:同种冲蚀材料和环境下,低冲蚀角度下涂层的冲蚀表现优于基体的冲蚀表现,高冲蚀角度下涂层的冲蚀表现劣于基体的冲蚀表现。这主要是基体材料和复合涂层高硬度、耐磨性以及冲蚀颗粒的属性共同作用决定的。(4)施加超声振动结果显示:涂层中的晶粒变得更加细小,平均显微硬度更高,涂层厚度更厚,并且复合涂层的表面残余应力有了比较明显的降低,降低原因主要在于超声振动对枝晶生长的阻碍作用:超声振动可以打断金属凝固过程产生的枝晶,打碎的枝晶变为新的晶核,从而细化了晶粒;同时再继续结晶时,超声振动加速了熔池中的热质对流,使晶粒晶分布均匀,增大了涂层厚度与硬度,减小了残余应力。