近年来,随着航空航天、新能源汽车和船舶重工等领域的快速发展,工业界对金属材料提出了大型化、复杂化、轻量化等新需求。颗粒增强铝基复合材料具有质量轻、比强度高、比刚度高、耐腐蚀、耐磨损以及易成型等优良特性,应用十分广泛。激光熔覆成形技术可以成形大尺寸复杂构件,具有工艺简单、工序少、成本低、加工周期短、可加工材料种类广泛等优势。因此,利用激光熔覆成形技术制备高性能的颗粒增强铝基复合材料成为了近年来学者们的研究热点。本文利用激光熔覆成形技术制备了TiCp/AlSi10Mg复合材料,研究了增强相的尺寸和体积分数对组织性能的影响,并探究了热处理工艺参数和复合材料直线薄壁件及回转体薄壁件的成形工艺。通过单道单层熔覆实验,研究了不同增强相尺寸和体积分数的复合材料的单道单层成形工艺,获得了TiCp/AlSi10Mg复合材料单道成形工艺。分析了TiC陶瓷的尺寸和体积分数对复合材料致密度的影响。研究发现,复合材料熔覆层中的气孔主要为冶金型气孔,TiC陶瓷体积分数越高,冶金气孔数量越少,致密度越高,且细TiC比粗TiC对致密度的影响更明显。陶瓷体积分数为10%,搭接率为30%时,能够制备出增强相均匀分布、致密度高、成形质量好的块体熔覆层。块体熔覆层组织中TiC体积分数越高,显微硬度越高。同等体积分数下,细TiC比粗TiC对复合材料的硬度性能及拉伸性能影响更大。10vol.%细TiCp/AlSi10Mg复合材料块体熔覆层中陶瓷颗粒弥散分布,拉伸性能最佳,扫描方向抗拉强度达到340.8MPa,延伸率为10.46%;沉积方向抗拉强度达到298.6MPa,延伸率为6.83%。TiCp/AlSi10Mg复合材料T6热处理之后,材料的强度和塑性得到了有效地提高。热处理促进了共晶Si球化、Mg2Si析出。525℃固溶1 h,175℃保温10 h,显著地改善了复合材料的性能。10vol.%细TiCp/AlSi10Mg复合材料在扫描方向和沉积方向的抗拉强度分别提高了20.6%和23.4%,硬度分别提高了6.1%和5.9%。复合材料热处理态的拉伸失效形式主要为韧性断裂。直线薄壁件和回转体薄壁件熔覆的过程中易出现氧化、坍塌、表面褶皱、粘粉等缺陷。通过优化扫描路径、缓解热量累积、控制单层提升量、调整保护气体的流量等方式,能够成功制备出表面光洁无粘粉,尺寸精度高、无氧化、坍塌的高质量直线薄壁件和回转体薄壁件。