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为了在钛合金表面上获得质量良好的耐磨涂层，以镍包石墨复合粉末以及Ni+20wt.％TiC混合粉末作为预涂材料，在TC4钛合金表面上进行热喷涂和激光重熔试验。通过工艺探索和涂层质量分析，优选出合适的工艺参数。利用XRD、SEM、EDS和TEM等分析手段对涂层的微观组织进行分析，研究激光熔池中增强相的反应生成机制。采用M-200型销盘式摩擦磨损试验机测试TC4钛合金以及热喷涂涂层和激光重熔涂层的干摩擦磨损性能，分析激光重熔涂层的强化机制。 工艺探索试验表明，制备涂层的优化工艺参数为：热喷涂预制方法，预制厚度0.6mm，激光功率750W，光斑直径3mm，扫描速度5mm/s，重熔涂层搭接率30%。硬度测试结果表明，TC4钛合金硬度在HV310～HV330之间，热喷涂涂层的显微硬度在HV580～HV800之间，其平均硬度是钛合金硬度的2倍多。激光重熔涂层的显微硬度在HV900～HV1100之间,其平均硬度是钛合金硬度的3倍。 微观组织分析表明，喷涂层的微观组织以金属镍为基体，内部弥散镶嵌着石墨相。手工刷涂和热喷涂两种预制方法的激光重熔涂层的微观组织基本相同，均是以原位生成的TiC枝晶为增强相，以镍基固溶体为基体的复合涂层，涂层与基底的界面之间形成了良好的冶金结合状态。激光熔覆Ni＋20wt.%TiC涂层的微观组织以未发生熔解的原料TiC颗粒或熔化后重新析出的花瓣状及不规则颗粒状TiC为增强相，基体为固溶了一定量Ti的镍基。 在激光重熔镍包石墨预涂层工艺中，TC4基底中的部分Ti熔化，通过对流和扩散作用进入到熔池中。通过热力学计算，激光熔池中的液相Ti和固相C接触发生化学反应，原位生成TiC在热力学上是可行的。当激光熔池冷却时，TiC晶核优先析出。虽然一般凝固理论认为，在平衡条件下，TiC会长成小平面晶体。但是，由于激光熔池的急速冷却条件，使得TiC随着界面动力学过冷度和凝固冷却速度的增加，其微观生长机制由侧向生长逐渐向连续生长转变，最后长成长具有非小平面结构的枝晶状。 在与YG8硬质合金对磨时，在20N、60N和100N载荷条件下，TC4钛合金的摩擦系数为0.659～0.546；热喷涂涂层的摩擦系数为0.336～0.268；激光重熔涂层的摩擦系数为0.647～0.568，三种材料的摩擦系数均随着载荷的加大呈下降的趋势。两种涂层的磨损失重量均远低于TC4钛合金的磨损失重量。随着载荷的加大，TC4钛合金的磨损失重量呈明显上升的趋势，而两种涂层的磨损失重量则增长较小。TC4钛合金的磨损是粘着磨损、磨粒磨损和剥层磨损三种机制共同作用的结果。热喷涂镍包石墨涂层的磨损主要为疲劳磨损。激光重熔涂层的磨损以磨粒磨损为主。 激光重熔涂层中存在硬质相强化、固溶强化和细晶强化等多种强化机制。其中，涂层中反应生成的大量TiC枝晶结构，牢固地钉扎在基体里，在磨损过程中不能松脱，因而极大地提高了涂层的耐磨性能。