钛及钛合金材料具有比强度高、疲劳强度高和生物相容性好等性能优势,已经广泛地应用在航空航天、军事和医疗等领域。相比传统的制造技术,金属增材制造（3D打印）技术可以成形结构复杂且性能优异的零件。TC4合金粉末是目前主流的金属增材制造技术原材料,粉末的性能对成形件的缺陷和性能均会产生影响,为保证增材制造钛合金成形件的质量,TC4合金粉末需要满足球形度高、形貌好和粒径小等特点。现阶段,电极感应熔炼气雾化（Electrode Induction Melting Gas Atomization,EIGA）法是金属增材制造用TC4合金粉末的主流制备技术,而熔炼工艺是该制粉技术的核心工艺之一,感应线圈结构和熔炼工艺参数的不同,会影响进入雾化区的钛熔体的性质,从而影响最终的TC4合金粉末的性能。所以,对EIGA法的熔炼工艺及相关实验进行研究具有积极的理论和实践意义。本文用COMSOL Multiphysics软件模拟研究EIGA法的熔炼工艺,分析感应线圈结构参数和熔炼工艺参数对TC4合金棒材加热熔化效果的影响;根据数值模拟分析结果,绕制改进的感应线圈并设计熔炼工艺参数,进行钛粉的制备及性能分析,研究感应线圈结构参数和熔炼工艺参数对钛粉性能的影响;最后,对性能最优的粉末进行选区激光熔化（Selective laser melting,SLM）成形性能研究。本论文的主要研究结果如下:（1）根据EIGA法熔炼工艺的实际工况,建立了二维轴对称模型,利用COMSOL Multiphysics软件对TC4合金棒材加热熔化过程的电磁场、温度场、相场以及熔化相关数据进行分析。增大线圈匝数可以增大磁场分布面积及均匀性,使得TC4合金棒材内的感应磁场和温度分布更加均匀,还可以提高TC4合金棒材上的功率以及熔化速率。但是3匝增加至4匝后,熔炼效果提升不明显,因此选择匝数为3的感应线圈。增大铜管直径,会使TC4合金棒材的熔炼效果变差,而减小铜管直径可以提高线圈上的电流密度,线圈产生的磁场强度更高,有利于提高TC4合金棒材的熔炼效果。通过分析得出:减小铜管直径后,电流密度对TC4合金熔炼效果的影响比线圈与棒材的耦合程度所起的作用要大。因此选择铜管直径为8 mm。减小线圈间距,可以起压缩并增强磁场的作用,通过绘制距离线圈内侧1 mm处的磁场分布曲线可知:减小线圈间距,可以使磁场的分布更加紧凑且提高磁感应强度,有利于提高TC4合金棒材的熔炼效果。所以选择线圈间距为4 mm的感应线圈。（2）对熔炼工艺参数的模拟研究可知:提高熔炼功率,可以提高输入到TC4合金棒材上的功率,且随着熔炼功率的提高,棒材的热效率越高,熔化速率随着熔炼功率的增加而提高;进给速度的减小虽然会降低生产效率,但是可以提高棒材的加热时间,使棒材获得的焦耳热更高,因此适当降低进给速度有利于棒材的熔炼。（3）基于数值模拟结果,设计了熔炼工艺参数并用改进的感应线圈进行TC4合金粉末的制备实验。在相同制粉参数的情况下,对原始2匝线圈以及改进的三种线圈进行制粉实验并经过气流破碎后进行性能检测。结果表明:匝数为3、铜管直径为8 mm、线圈间距为4 mm的S4线圈制备的钛粉性能更好。在S4线圈基础上,研究熔炼功率对TC4合金粉末性能的影响。结果表明:熔炼功率越高,钛熔体温度越高,熔滴的球化时间和凝固时间匹配更好,且与气流的界面接触角越小,更能提高破碎效果。28 k W熔炼功率下制得的钛粉具有高球形度和流动性,细粉收得率提高。进给速度越小,TC4合金棒材的加热时间越长,在40 mm/min的进给速度下,棒材可以熔化形成温度较高且质量较小的质量流率,有利于提高破碎效果,因此进给速度较小的TC4合金粉末性能较好。最终得到较好的熔炼方案:线圈匝数为3、铜管直径为8 mm、线圈间距为4mm、熔炼功率为28 k W,进给速度为40 mm/min,雾化压力为35 bar、喷盘缝宽为0.6mm。（4）采用研究得到的熔炼方案制备TC4合金粉末并进行SLM成形性能研究,分别设计了激光功率、扫描速度和扫描间距三个参数。通过正交实验分析、表面SEM分析以及力学性能分析,得到激光功率为280 W、扫描速度为1200 mm/s和扫描间距为0.14 mm成形的TC4合金试样具有最低的孔隙率和最好的表面形貌。通过退火处理研究,得到800℃/2h/FC退火处理后的TC4合金试样的力学性能更优。TC4合金试样具有最大伸长率为14.89%,最大屈服强度为964.91 MPa,最大抗拉强度为1036.27 MPa,验证了这批TC4合金粉末可以应用在SLM工艺。