钛及钛合金具有较高的比强度、较好的耐蚀性能、良好的生物相容性以及无磁性等优异性能,成为航空航天、海洋、化工以及医学领域最具发展潜力的材料之一。但钛合金的耐磨性能差,限制了其在高速、重载等苛刻工况下服役。传统的减磨复合涂层无法保证零件在服役过程中的可靠性,更不能延长零件的使用寿命。若赋予涂层自修复功能,实现材料表面和内部损伤的原位自修复功能,对提升装备使用寿命以及可靠性有着重要意义。本文以提升TC4钛合金表面耐磨性为目标,利用激光熔覆技术和原位合成技术将铝粉、碳化硼粉末引入到钛粉中,在钛合金表面制备复合涂层,并将微纳米蛇纹石引入到金属涂层材料体系,赋予摩擦表面损伤自修复功能。具体研究内容如下:首先,对自修复复合涂层使用的粉末体系进行确定。以提高TC4钛合金表面耐磨性为目标,将铝粉、碳化硼粉末以及微纳米蛇纹石引入到金属涂层材料体系,并结合吉布斯自由能判断所选粉末间是否可以自发发生反应。随后制备出6种不同成分且具有良好流动性的钛基复合团聚粉末,并使用扫描电镜等手段对粉末性能进行分析,确定团聚粉末是否符合激光熔覆试验要求。其次,对激光熔覆原位钛基自修复涂层的熔覆工艺进行研究。以单道熔覆为研究基础,以正交试验和极差分析研究了激光功率、扫描速度、送粉速度、离焦量对复合涂层质量的影响规律并确定出最优单道熔覆工艺参数,随后在此基础上研究搭接率对多道熔覆层质量的影响规律,最终确定出最优工艺参数。并使用最优工艺参数制备出6种粉末的钛基复合涂层,借助激光共聚焦显微镜、扫描电镜、显微硬度计、纳米压痕仪对复合涂层的微观形貌、物相组成、显微硬度以及纳米力学性能进行研究。然后,利用SRV-4型往复式滑动磨损试验机对复合涂层在油润滑条件下的摩擦磨损性能进行研究。通过对摩擦系数、磨损体积、磨损表面形貌以及磨损表面元素组成进行分析,研究了不同载荷对复合涂层摩擦学性能的影响规律,探讨了复合涂层的减摩抗磨自修复机理。最后,对激光熔覆原位增强钛基复合涂层过程中的反应机理进行研究。利用扫描电镜、能谱仪分析涂层中的物相组成以及元素分布,根据分析结果确定原位反应过程中各种粉末间的反应机理。