激光3D打印技术是一种增材制造技术,在航空关键零部件的快速制造领域具有广泛应用前景,其中激光3D打印用粉末原材料是研发先进3D打印技术的物质基础。TC4合金粉末是激光3D打印钛合金零件最重要的原材料之一,而钛的熔点高、性质活泼,使得钛及钛合金球形粉末制备困难,迄今,高性能钛合金粉末制备技术被国外垄断。因此,成功研究出激光3D打印用高性能TC4合金粉末制备新技术,不仅具有重要的科学研究意义而且具有重要的实际应用价值。本实验利用航空用TC4合金,采用旋转电极真空感应熔炼气雾化（EIGA）设备,主要通过感应熔炼气雾化工艺参数优化、气雾化流场模拟和实验分析等相结合的研究方法,制备出了激光3D打印用TC4钛合金球形粉末,并采用YAG激光3D打印机打印了制备合金粉末样品。然后,利用OM、SEM、EDS、XRF、XRD、DSC、粒径分布、显微硬度、摩擦磨损和拉伸试验等分析方法,分别对制备的TC4合金粉末的球形度、粒度、松装密度、流动性、空心球率等特征及其3D打印样品的组织结构与性能等进行了系统的研究。结果表明:在感应熔炼功率60kW、旋转速率5.5r/min、给进速率650μm/s、气雾化压力为6.0MPa、导管伸出长度2mm的气雾化制粉工艺参数下,制备的TC4粉末D（50）小于90μm,粒径集中分布在50～150μm,粉末松装密度2.870g/cm3,粉末流动性22.23s/50g,球形度98.63%,空心球率≤3%。粉末表面存在树枝晶、胞状枝晶、胞状晶、微晶,随粒径减小,G/R值减小,表面组织变化趋势为:树枝晶→胞状枝晶→胞状晶→微晶。实验优化的激光3D打印TC4合金的工艺参数范围为:功率320～400W、扫描速度3～9mm/s、送粉量3～4g/min;打印TC4合金组织主要是由原始柱状β晶粒组成,β晶粒能贯穿多层沉积层厚度而继续生长,β晶粒内存在大量针片状α相、网篮组织、长条魏氏体α相和晶界附近析出的α-Ti集束;发现随着合金粉末粒径减小,打印的TC4样品组织中长条魏氏体α相增大,晶界附近的α-Ti集束减少,使样品强度硬度升高而塑性下降;50～100μm、100～150μm和150～180μm不同粒径的TC4合金粉末激光3D打印样品平均硬度分别为359HV、368HV和382HV,抗拉强度分别为908MPa、914MPa和928MPa,延伸率分别为15%、13%和10%,断口存在大量韧窝为韧性断裂;该实验方法制备的TC4钛合金粉末具有良好的可打性。