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本文选取T2紫铜作为基材,采用搅拌摩擦加工方法(Friction Stir Processing,FSP)制备WC/Cu表面复合材料,在优化FSP制备工艺的基础上,研究WC含量、粒径对表面复合层组织与性能的影响,探讨其影响机制;同时,针对FSP制备表面复合材料实用性较差的问题,提出并初步尝试利用搅拌摩擦增材制造实现WC/Cu表面复合材料的制备。研究结果表明:在本试验条件下,采用带螺纹锥形搅拌针的搅拌头,在搅拌头旋转速度n=950r/min、行进速度v=23.5mm/min(n/v值=40.43)、倾斜角2o,经过3道次FSP可获得具有良好成型,增强相较为分散的WC/Cu表面复合材料,在FSP过程中使用氩气进行保护,有利于减少表面复合层的氧化。WC含量、粒径对表面复合材料的成型,复合层中颗粒分散和形态有明显的影响,随着WC含量提高或加入颗粒粒径减小,材料塑化迁移更为困难,破碎的颗粒更易重新团聚,结果颗粒分散均匀性更差,复合层中颗粒粒径反而变大,随WC加入量的增多而增大。WC原始粒径和加入量对表面复合层的组织与性能具有明显的影响。一定范围内,随着WC原始粒径的增大,WC在复合材料分布的均匀性更好;随着WC加入量的增大,WC在复合材料分布的均匀性变差。复合材料的硬度随WC的原始粒径得增大而增大,随WC加入量的增多而增大。随WC加入量的提高,复合层的平均表面硬度有增大的趋势,当WC加入量为15.7vol.%时,其表面平均硬度达到179.86HV,较T2紫铜提高了约140%;从显微硬度的分布情况看,随WC加入量的提高,其表面显微硬度分布更为不均,表明复合层表面WC增强相分散均匀性随WC加入量的提高而下降。复合层的抗拉强度随WC加入量的提高而增大,当WC加入量为15.7vol.%时,复合层的抗拉强度达到了283MPa,相比未加入WC的搅拌摩擦加工试样提高了28.6%;而延伸率的变化趋势与抗拉强度正好相反,随WC加入的增加而降低。WC的加入,能大幅提高复合层的表面耐磨性能,随着WC加入量,表面复合材料的磨损量逐渐降低,WC的加入,对复合层起到了很好的润滑减摩作用。WC的加入一定程度地降低了复合层的导电性,当WC加入量为15.7vol.%时,复合层的电导率为36.45MS/m,较未加入WC搅拌摩擦加工试样降低了约15.86%。当采用搅拌摩擦增材制造WC/Cu表面复合材料的轴肩下压量为0.15mm时,可获得成型良好、界面结合清晰的表面复合材料。