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钛及钛合金是十分重要的结构材料，具有一系列优异特性，如比强度高、抗蚀性好、耐热性好、生物相容性好等，已经在航空航天、化工、文体用品、生物医学等领域得到广泛应用。但是，钛合金耐磨性能差，对粘着磨损和微动磨损十分敏感，使钛合金的应用范围受到了极大限制，特别是严重限制了作为摩擦副运动部件的使用。针对上述问题，本文采用双辉等离子表面合金化技术，以石墨为源极，Ti6Al4V为阴极，一定比例的氮气和氩气为载气，在Ti6Al4V表面进行等离子碳氮共渗处理，以期很好地解决钛合金摩擦磨损性能差的问题。采用正交试验设计法来优选等离子碳氮共渗的典型工艺参数；用OM，SEM/EDS，XRD分析了Ti(C,N)改性层的显微组织、化学成分及其相结构；测试了改性层表面的显微硬度；研究了改性层在不同滑动速度、载荷以及对磨副条件下的摩擦磨损性能。经过反复试验研究与探索，得出等离子碳氮共渗的典型工艺参数为：温度950~1050℃，源极电压900~1000V，阴极电压500~600V，极间距8mm，保温时间5h，气压50Pa，Ar/N2比8:1。在此工艺条件下制备的Ti(C,N)改性层的厚度约为30μm，由化合物层和扩散层组成，C、N、Ti元素由表及里均呈梯度变化。XRD衍射结果表明，改性层物相主要为Ti(C0.3N0.7)；表面硬度最高可达1452HV0.1，较基体提高了约4倍。球-盘磨损试验表明，改性层的摩擦系数与基体的相差不大，减摩效果不理想，但磨损体积、比磨损率较基体均有大幅下降，耐磨性能有很大提高。3.5%NaCl溶液中的极化曲线和电化学阻抗谱表明，等离子碳氮化处理不但没有降低Ti6Al4V的耐蚀性，反而有所提高。