材料的失效往往始于材料的表面,因此材料的表面结构与特性直接关系到材料的使用性能及寿命。钛及钛合金具有高的比强度、高熔点、低密度和良好的抗腐蚀性等优点,但是其较差的耐磨性限制了其进一步的广泛应用。本研究选用具有特殊结构的碳质材料-碳纳米管作为预覆层材料,利用激光熔覆技术对纯钛的表面进行熔覆改性处理,试图制备出完好的熔覆层,在保证钛的高比强度、高熔点、低密度等优点的同时,获得优良的摩擦磨损性能。本实验首先研究了激光熔覆工艺参数对熔覆层表面质量的影响。考察了激光束功率、激光扫描速度对熔覆层的表面形貌、粗糙度、微观组织、熔覆层硬度、摩擦系数等组织性能的影响,对比分析了功率、扫描速度的变化对熔覆层表面形貌、微观组织和性能的影响规律和变化趋势,在此基础上,利用X-射线衍射仪、摩擦磨损试验仪和扫描电镜(SEM)等对一确定工艺条件下激光熔覆层进行了截面组织观察和相组成分析,探讨了硬化层的组织分布与形成规律,对比研究了熔覆试样与原始纯钛试样的摩擦系数、磨损量、磨痕特征,进而探讨了熔覆层的耐磨机制。结果表明：不同激光工艺条件对熔覆层的表面质量影响较大,随着激光扫描速度的的降低,熔覆层裂纹开始逐渐增加而后减小,最后出现层片状脱落现象,熔覆层粗糙度呈现出先减小后增大的变化规律,最小可达2.5μm左右；随着激光功率的降低,熔覆层表面质量逐渐平滑,功率过低时出现未熔透现象,熔覆层粗糙度先减小而且逐渐增大,最佳可达2.1μm左右；功率密度与激光输出功率成正比,与激光扫描速度成反比,随着功率密度的增加,熔覆层内部组织大体从树枝状结构向花瓣状结构变化；激光熔覆后熔覆层表面硬度较之纯钛硬度可提升3-4倍；熔覆层内横截面硬度随着熔覆层深度的增加呈梯度下降,并且随着激光功率密度的降低呈下降趋势,熔覆层硬化区最深可达650μm左右；熔覆层表面摩擦系数随着激光功率的增加,呈现出先降低后增加的过程,最小可达0.2左右。结果表明：激光熔覆层内部呈现三个不同的组织特征,随着熔覆层深度的增加其组织特征依次为树枝状结构、花瓣状结构、柱状结构；在优化工艺：激光输出功率1000W,激光扫描速度800mm/min条件下,熔覆层的耐磨性能较之纯钛样品得到了提升,改善钛的表面性能。