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新型β钛基形状记忆合金Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn由于具有较低的弹性模量、优异的超弹性能、良好的生物相容性和耐腐蚀性,在生物医用植入材料方面具有广泛的应用前景。为了改善该合金表面硬度低、耐磨性能差的问题,本文进行了涂覆层合金成分设计,开发和制备了Ti-xSn系列合金,研究了Sn含量对Ti-Sn合金显微组织和耐磨性能的影响。然后选取性能最优的Ti-Sn合金,以预置薄片的方式通过激光熔覆制备得到Ti-Sn涂层,并对不同扫描速度下表面改性层的组织、硬度、温度场分布、表面耐磨性能等进行了研究。其主要结论如下:(1)从生物医用熔覆层合金设计角度制备了Ti-xSn系列合金,研究了Sn含量对Ti-xSn合金显微组织和耐磨性能的影响。结果表明,当合金中Sn含量从6at.%-20at.%变化时,β相含量和合金表面硬度与耐磨性能直接相关联,即β相含量少,硬度高、耐磨性好。其中以Ti-10Sn表面硬度最高,耐磨性能最好。(2)成功在Ti-7.5Nb-4Mo-2Sn合金表面激光熔覆制备Ti-10Sn涂层,基体与涂层获得冶金结合且连接界面无明显孔洞和缺陷,表面硬度和耐磨性能得到明显提高。且基体和涂层的磨损机制不一致,基体的磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损共同作用,而涂层的磨损机制为磨粒磨损。(3)研究了扫描速度对涂层性能的影响。结果表明,在功率和光斑一定的情况下,随着扫描速度的增加,冷却速率加快,涂层与基体连接界面的温度降低。基于硬度和耐磨性能研究,得出10mm/s时涂层耐磨性能最好。三种不同扫描速度下得到的涂层磨损机制不同,扫描速度为13mm/s时涂层为粘着磨损与磨粒磨损共同作用机制,10mm/s时为典型的磨粒磨损机制,而7mm/s时表面磨损机制进一步发生了改变,表面出现裂纹,为疲劳磨损。