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钛及钛合金因具有比强度高、耐蚀性好、生物兼容性好等诸多优点而广泛应用于航空航天、船舶、医疗等领域,但钛合金表面硬度低,耐磨性差严重限制了其进一步的应用。微弧氧化(Micro-arc oxidation,MAO)是利用高电压放电的方式在阀金属表面制备陶瓷氧化膜的技术,其膜层表面硬度高,且均匀多孔,是有效的钛合金表面处理技术之一。本文以TC4钛合金为基体材料,采用微弧氧化法在其表面形成多孔氧化膜,再与PTFE复合,利用氧化膜的载荷支撑和PTFE粒子润滑的协同作用,制备了具有自润滑功能的复合涂层,提高了钛合金表面的摩擦磨损性能。主要研究结果如下:(1)通过对不同电解液体系下TC4钛合金微弧氧化的研究,分析了电解液中各组分及其质量浓度对成膜的影响;采用SEM、EDS对膜层表面形貌及微观成分进行表征。结果表明:磷酸钠和六偏磷酸钠是成膜剂,是微弧氧化膜形成的必要成分,最低质量浓度为5g/L,当浓度增大时,膜层表面更加均匀多孔,但以1Og/L为宜;硅酸钠能有效降低起弧电压,促进成膜效率,最低质量浓度为5g/L,添加后约在185V起弧,但浓度增大时,起弧电压不会继续明显下降;钼酸钠能增大电解液电导率,制备的氧化膜微孔数量更多,但质量浓度过高会造成电流过大而破坏膜层,且在膜层表面易产生起皮现象,以2g/L～4g/L为宜;氟化钠能明显改善膜层表面形貌,使其更加均匀多孔,最佳质量浓度为1g/L;氢氧化钾可以为电解液提供充足的OH-,促进成膜效率,增加膜层厚度,但质量浓度过高会造成严重的起皮现象以及疏松层的产生,以2g/L为宜。(2)通过对几种电解液成分进行组合,配制了两种最佳电解液体系,电解液Ⅰ为磷酸钠-硅酸钠-钼酸钠-氟化钠,电解液Ⅱ为六偏磷酸钠-硅酸钠-钼酸钠-氢氧化钾,并探究两种电解液的电参数影响规律;采用SEM、EDS、金相显微镜对膜层表面形貌、微观成分和厚度进行分析。结果表明:在相同电参数条件下,电解液Ⅰ中制备的微弧氧化膜平均孔径以及表面孔隙率均高于电解液Ⅱ,但膜层硬度和厚度均低于后者;分析两种电解液下电参数的影响规律发现,电参数影响规律基本一致,电压升高,膜层孔径、厚度上升,孔隙率下降,当电压超过400V后,膜层容易破坏,频率降低,膜层厚度增大,占空比增大,膜层表面粗糙度明显变大,膜层厚度随时间呈对数型增长,超过30min后,膜层增厚速率明显降低。(3)通过对TC4微弧氧化膜以及TC4 MAO-PTFE复合涂层的摩擦磨损性能测试发现,微弧氧化膜在销盘式试验条件下,耐磨性较差,电解液Ⅰ中制备的TC4微弧氧化膜在载荷为50N时便会发生磨损,电解液Ⅱ中制备的TC4微弧氧化膜则在载荷为60N发生破损,但相对基体,二者耐磨性均提高,摩擦系数降低,在0.2～0.4范围内波动;TC4MAO-PTFE复合涂层均表现出良好的摩擦磨损性能,摩擦系数约为0.15,且波动很小;热处理对复合涂层耐磨性影响很大,在327℃下热处理3h,耐磨性明显提高。