本发明属于表面改性技术领域，公开了一种钛合金表面修复与强化功能涂层一体化的涂层材料及其制备方法和应用。所述涂层材料依次包括高硬度、自润滑的功能表层，耐磨、耐高温、抗氧化的强化层、承上启下的过渡层(硬度适中)和强膜基结合的尺寸修复层，所述的尺寸修复层位于基体表面，其组成为Ti，所述过渡层的组成为TiAl，所述强化层的组成为TiAlN，所述功能表层的组成为DLC。该涂层材料具有硬度高、耐磨性、耐高温性和抗氧化性好以及修复与强化一体化多功能集成特点。采用真空电弧沉积和磁控溅射复合物理气相沉积方法制备，可将该涂层材料作为钛合金传动部件的表面防护，这对于提高我国制造装备的可靠性、稳定性具有重要作用。