本发明涉及一种原位合成TiB2/TiC增强Ti2Ni/TiNi双相金属化合物基复合涂层及其制备方法，制备方法为：(1)将镍基合金粉末与碳化物陶瓷粉末充分搅拌研磨，形成均匀的混合粉末；(2)在钛合金Ti6Al4V基底上形成一层致密的预制涂层；(3)对上述预置涂层进行激光熔覆，得到组织均匀、开裂敏感性较低且耐磨性能优异的原位合成TiB2/TiC增强Ti2Ni/TiNi双相金属化合物基复合涂层。与现有技术相比，本发明制备的复合涂层组织均匀，硬度高，具有较低的开裂敏感性和优异的耐磨性。可应用于航空航天器、舰海舰船上在磨损工况下服役的钛合金零件，以及耐酸泵、耐酸阀钛合金部件的改性。