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钛合金具有高强度、低密度、抗防蚀等优良的综合性能。作为高性能材料,被广泛应用于各种领域：机械、电子、冶金、石油化工、航空航天等。然而钛合金较低的硬度和较差的耐磨性限制了其进一步应用。激光熔覆作为一种金属表面改性工艺,利用高能激光束在金属表面熔覆一层高硬度、热稳定性好、耐磨性能好、抗高温,且可以与基体形成良好冶金的的涂层。本文通过激光熔覆技术在TA15钛合金表面制备了钴基复合材料熔覆层,同时不断尝试添加其他增强相、改善工艺条件,以提高熔覆层的质量,进而提高熔覆层的性能。本文选用的熔覆材料为钴基合金粉末Stellite-6,分别尝试了在钴基合金粉末中添加了稀土氧化物Y203和陶瓷氧化锆颗粒,又尝试将激光重熔技术与激光熔覆技术相结合,对涂层进行了分析。通过扫描电镜和金相显微镜观察涂层的显微结构,XRD衍射仪分析涂层的相结构,显微硬度和耐磨性分别在DHV-1000型维氏硬度计和UMT-2多功能磨损试验仪上检测。在钛合金TA15表面制备含有不同含量氧化钇的熔覆层,分析发现,熔覆层中的氧化钇减小了熔覆层树枝晶二次枝晶的间距,细化了晶粒和碳化物,使组织分布均匀,提高了熔覆层的致密性。其中含有0.8wt% Y2O3的熔覆层耐磨性约为基体的53倍,显微硬度高达HV1181.1,约为基体的3倍。陶瓷粉末氧化锆在激光熔覆技术中的主要增韧机制有相变增韧和弥散增韧,将其作为增韧相以适当的比例添加到钴基合金粉末(Stellite-6)中,选择合适的工艺参数,在钛合金TA15表面制备出了掺杂5wt%氧化锆的钴基合金涂层。实验结果表明：含有氧化锆的钴基合金涂层的晶粒得到细化,组织均匀分布,涂层的致密度得到提高；含有氧化锆熔覆层中的裂纹得到了修复,熔覆层的组织性能得到改善,X射线衍射(XRD)的分析也证实了熔覆层中存在单斜相的氧化锆,即发生了相变增韧；同时氧化锆的加入提高了熔覆层的显微硬度和耐磨性。将激光重熔技术与激光熔覆技术相结合,激光重熔技术对熔覆层再一次作用,可以有效缓解熔覆层的残余热应力、提高硬质相的含量、细化枝晶,进而减少了熔覆层的裂纹和气孔,提高熔覆层的致密性和平整度。经过激光重熔的涂层的最高显微硬度值达HV1170,约是基体钛合金TA15的3倍多。