TC4作为最常见和最为广泛使用的钛合金之一,在航空和航天等领域具有重要的应用前景。传统的钛合金制造技术存在许多缺点,如生产周期较长,材料利用率较低,制造成本相对较高,并且难以制造复杂结构件等一系列问题。激光同轴送粉增材制造技术,是一种通过分层堆积的方式将数字化模型直接制成实体零部件的一种技术。该技术为钛合金制备提供了低成本、短周期、减重明显及高质量的有效途径。本文采用同轴送粉方式对TC4钛合金进行了激光增材制造试验,主要研究了激光功率、扫描速度及粉盘转速对沉积层外观形貌、熔宽及熔高的影响规律,通过正交试验获得了外观成形良好,满足尺寸要求且内部无缺陷的沉积层。采用最佳工艺参数制备拉伸试样,并对其进行固溶时效处理。采用万能拉伸试验机对沉积态和固溶时效态的试样进行了拉伸试验,通过金相显微镜、扫描电子显微镜及X-射线衍射仪对沉积态和固溶时效态组织结构和相组成进行了分析。研究了固溶温度和时间及时效温度和时间对激光同轴送粉增材制造TC4钛合金组织与性能的影响规律。试验结果表明,在激光增材制造单道试验中,随着激光功率的增大,熔高先增加然后略有下降,熔宽持续增加;随着扫描速度的增大,熔高与熔宽持续减小;随着粉盘转速的增大,熔高持续增加,熔宽持续减小。通过正交试验确定了最佳工艺参数为激光功率P=2100W、扫描速度V_s=500mm/min及粉盘转速V_r=1.0r/min。研究了固溶时效对激光增材制造TC4钛合金显微组织的影响,随着固溶温度的升高,初生α相表现出来的粗化现象越明显;随着固溶时间的增加,针状α相有被β相截断现象;随着时效温度的升高,初生α相基本不变,次生α相的长和宽均增加;随着时效时间的增加,初生α相尺寸与体积分数均增大;通过对比沉积态和固溶时效态TC4钛合金的力学性能发现,随着固溶温度和固溶时间的增加,TC4钛合金的强度和硬度有所提高,塑性下降。随着时效温度和时效时间的增加,TC4钛合金的强度和硬度有所下降,塑性增加。获得的最佳固溶时效950℃×1h/WQ+550℃×4h/AC。沉积态与固溶时效态拉伸试样微观断口形貌均布满韧窝,均为韧性断裂,但是,与沿扫描方向比较,沿沉积方向上的韧窝更均匀且更深。采用所得最佳工艺参数对实际结构件进行了工艺验证性试验,其显微组织为典型的网篮组织,抗拉强度为995MPa、屈服强度为900.3MPa、伸长率为15%及断面收缩率为35%,综合性能明显优于国家锻件标准,证明此制作工艺比较可靠。