为了提高TC4钛合金的硬度,利用熔盐电解法,采用FCl NaK-Na2B4O7熔盐体系,于TC4钛合金(Ti6Al4V)基体上制备渗硼层。选用NaCl-KCl-NaF-Na2B4O7摩尔比为2:2:1:0.04的熔盐于试样表面进行熔盐电解渗硼,运用增重法、辉光放电光谱仪、扫描电子显微镜及X射线衍射分析仪等分析手段,分析研究了电流密度、占空比、电解时间和电解温度等工艺参数的变化对渗硼层沉积速率、厚度、成分、形貌和物相组成的影响,利用显微硬度计和电化学工作站测量了基体和渗硼试样的硬度和耐腐蚀性,同时从热力学和动力学角度对渗硼过程进行了探究。研究结果表明:电解时间增长,电解温度增高,渗硼层的沉积速率增大,同时所制备的渗硼层的厚度增高;当电流密度由小到大变化时,渗硼层的沉积速率和所制备渗硼层的厚度都呈现先增大后减小的趋势,且沉积速率和渗层厚度都在电流密度60m A/cm2时达到峰值;伴随着占空比上升,沉积速率降低,但不同占空比下所得渗层的厚度相差不大。渗硼层不含Al,而V则易固溶于硼化物中。伴随着电解时间的延长,电解温度的升高以及占空比的变大,渗硼层表面晶粒由细小变得粗大;当电流密度升高,渗硼层晶粒变小;电解时间较短(30min)基体表面没有形成合金层。渗硼层主要由TiB和TiB2组成,渗硼层在(111)晶面上择优生长;因较小原子半径的V元素固溶于较大原子半径的Ti中造成渗硼层的Ti B相的衍射峰向大角度偏移。采用熔盐电解法于TC4钛合金表面进行渗硼的最优工艺参数为:电流密度60mA/cm2,占空比20%,电解时间90min,电解温度840℃,电解周期1000μs。经渗硼处理后基体硬度和耐腐蚀性均得到改善。渗硼过程存在的反应中,Ti+2B=TiB2优先进行;随着温度升高,硼在TC4钛合金里拥有更大的扩散系数,扩散激活能约为68.1KJ/mol。