钛合金与氧化锆在航空航天、医用植入体等领域都有广泛应用,将氧化锆添加到钛合金中形成复合材料,可以增加强度和硬度,改善耐磨性和高温性能等。但钛合金与氧化锆互不润湿,传统制造方法难以达到二者的有效结合。选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术激光具有能量密度大、成形精度高、速度快、可定制化等特点,是制备钛基氧化锆复合材料的理想工艺。本文采用先超声振动预混合,后混粉机连续混合的方法,使纳米尺度的氧化锆粉末均匀分布于微米尺度的TC4(Ti-6Al-4V)粉末球的表面,制备了钛合金与氧化锆质量比分别为100:3和100:10的两种粉末TC4-3nYSZ和TC4-10nYSZ,然后采用SLM工艺制备钛基氧化锆复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等方法研究了复合材料的物相构成和组织特征,分析了其力学性能。研究了 SLM工艺参数和氧化锆含量对钛基氧化锆复合材料组织性能的影响,结果如下:研究了选区激光熔化工艺参数(激光功率P、扫描速度V、扫描间距H)对钛基氧化材料致密度、成形质量的影响。随着氧化锆质量分数提高,SLM成形钛基氧化锆复合材料的工艺窗口变窄。在P=450W，V=2500mm/s,H=70μm条件下,获得的 TC4 钛合金致密度为 97.63%;P=370W、V=1100mm/s、H=100μm时获得 TC4-3nYSZ 复合材料致密度为 97.56%;P=370W、V=1200mm/s、H=80μm的工艺参数下获得的TC4-1OnYSZ复合材料致密度为96.95%。研究了氧化锆含量对TC4及复合材料组织的影响。SLM成形TC4钛合金主要由初生α相、马氏体α’相和少量β相构成;SLM成形TC4-3nYSZ复合材料主要由马氏体α’相和少量β相构成;SLM成形TC4-10nYSZ复合材料微观组织主要由马氏体α’相、少量β相、少量氧化锆颗粒构成。添加氧化锆后,相对于TC4钛合金,TC4-3nYSZ复合材料钛基体β相基体晶粒细化,马氏体α’相变得更加细长;TC4-10nYSZ复合材料β相基体晶粒也得到了细化,马氏体α’相长宽比下降,变得短粗。对SLM成形的钛基氧化锆复合材料微观组织影响最大的工艺参数是扫描间距,其次是扫描速度,最后是激光功率;随着扫描间距增加,熔道宽度增加,马氏体α’相长宽比增加;随着扫描速度增加,熔道宽度减小,马氏体α’相长宽比增加;随着激光功率增加,熔道宽度和马氏体α’相长宽比略微增加。SLM成形TC4钛合金压缩强度为1708MPa;平均硬度381HV;磨损失重0.073g(加载100N,磨损时间30min)。相比TC4钛合金,复合材料的抗压强度和硬度有了很大提高,TC4-3nYSZ和TC4-1OnYSZ复合材料抗压强度分别达1982MPa和2153MPa;平均硬度分别达440HV和511HV;TC4-3nYSZ复合材料磨损失重为0.042g,降低41%,TC4-10nYSZ复合材料磨损失重为O.lOOg,增加39%。