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采用激光-感应复合熔注技术在Ti-6Al-4V基体上制备球形WC颗粒增强金属基复合层，以解决传统激光熔注技术中存在的复合层厚度、加工效率和涂层质量难以兼顾的问题。系统研究WC/Ti-6Al-4V基复合层宏观尺寸、组织与性能随工艺参数的演变规律，分析复合层的微观断裂行为和磨损机制。主要结果如下：
采用预热-激光感应复合熔注和预热/后热-激光感应复合熔注工艺制备的WC/Ti-6Al-4V基复合层，复合层/基体界面、复合层不同道次搭接界面均成形良好，无气孔、裂纹等宏观缺陷。当激光功率为4000W时，激光-感应复合熔注复合层的厚度可达1.26mm-1.28mm，约为单纯激光熔注的2-2.2倍；WC利用率可达到68.4%-73.4%，约为单纯激光熔注的1.4-1.5倍。
激光-感应复合熔注过程中，由于冷却速率的降低，抑制了激光熔池中相邻WC颗粒间初生枝晶TiC的形核，使得复合层中TiC的总量远小于激光熔注复合层中TiC的总量。相同工艺参数下，激光-感应复合熔注工艺制备的复合层颗粒间基体由(5.9-6.3)%TiC、β-Ti和β-Ti/α-Ti组成，而激光熔注复合层中由19.8%TiC、(Ti,W)C1-X和β-Ti组成。脆性相TiC总量的降低，使得预热-激光感应复合熔注和预热/后热-激光感应复合熔注复合层试样的拉伸强度分别比激光熔注试样高34%和12%。此外，由于预热/后热-激光感应复合熔注中激光熔池停留时间最长，熔池温度最高，导致WC/Ti界面反应剧烈，降低了复合层的力学性能。而预热-激光感应复合熔注中，冷却速率和熔池温度适中，WC/Ti界面反应剧烈程度下降，使得其WC/Ti-6Al-4V基复合层的极限拉伸强度是预热/后热-激光感应复合熔注WC/Ti-6Al-4V基复合层的1.2倍。
由于高硬度的WC颗粒对基体存在载荷“屏蔽效应”，激光熔注、预热和预热/后热-激光感应复合熔注工艺制备的WC/Ti-6Al-4V基复合层的磨损率约为0.032-0.038mm3/Nm，低于Ti-6Al-4V基体磨损率(7.100 mm3/N)99.46%-99.55%，表现出良好的耐磨性能。WC/Ti-6Al-4V基复合层磨损行为均以WC颗粒的疲劳开裂为主，随后剥落的WC和TiC在磨损面成为磨粒对试样形成磨粒磨损。因此，复合层的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。
采用预热-激光感应复合熔注和预热/后热-激光感应复合熔注工艺制备的WC/Ti-6Al-4V基复合层，复合层/基体界面、复合层不同道次搭接界面均成形良好，无气孔、裂纹等宏观缺陷。当激光功率为4000W时，激光-感应复合熔注复合层的厚度可达1.26mm-1.28mm，约为单纯激光熔注的2-2.2倍；WC利用率可达到68.4%-73.4%，约为单纯激光熔注的1.4-1.5倍。
激光-感应复合熔注过程中，由于冷却速率的降低，抑制了激光熔池中相邻WC颗粒间初生枝晶TiC的形核，使得复合层中TiC的总量远小于激光熔注复合层中TiC的总量。相同工艺参数下，激光-感应复合熔注工艺制备的复合层颗粒间基体由(5.9-6.3)%TiC、β-Ti和β-Ti/α-Ti组成，而激光熔注复合层中由19.8%TiC、(Ti,W)C1-X和β-Ti组成。脆性相TiC总量的降低，使得预热-激光感应复合熔注和预热/后热-激光感应复合熔注复合层试样的拉伸强度分别比激光熔注试样高34%和12%。此外，由于预热/后热-激光感应复合熔注中激光熔池停留时间最长，熔池温度最高，导致WC/Ti界面反应剧烈，降低了复合层的力学性能。而预热-激光感应复合熔注中，冷却速率和熔池温度适中，WC/Ti界面反应剧烈程度下降，使得其WC/Ti-6Al-4V基复合层的极限拉伸强度是预热/后热-激光感应复合熔注WC/Ti-6Al-4V基复合层的1.2倍。
由于高硬度的WC颗粒对基体存在载荷“屏蔽效应”，激光熔注、预热和预热/后热-激光感应复合熔注工艺制备的WC/Ti-6Al-4V基复合层的磨损率约为0.032-0.038mm3/Nm，低于Ti-6Al-4V基体磨损率(7.100 mm3/N)99.46%-99.55%，表现出良好的耐磨性能。WC/Ti-6Al-4V基复合层磨损行为均以WC颗粒的疲劳开裂为主，随后剥落的WC和TiC在磨损面成为磨粒对试样形成磨粒磨损。因此，复合层的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损。