钛合金具有比强度高、密度小、耐蚀性好、生物相容性好等优点,被广泛应用于航空航天、化工、航海、医疗、民用等领域,但钛合金的耐磨性差,高温下易氧化。因此,本文提出采用双层辉光等离子渗金属技术在TC4钛合金表面制备钴基合金层,以提高TC4钛合金的耐磨性和抗高温氧化性。采用双层辉光等离子渗金属技术在TC4钛合金表面成功制备了钴基合金层。通过分析各工艺参数对渗层的影响,得出最佳的工艺参数为:温度860℃、时间3h、气压40Pa、源极电压850⁹00V、阴极电压350⁴00V、极间距16mm。用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）等分析渗层的显微组织、化学成分及其相组成,结果表明渗层厚度为16μm,由沉积层、过渡层和扩散层组成,渗层中合金元素呈梯度分布,渗层的相结构为Co相、Ti相和Cr相。用涂层附着力自动划痕仪对渗层的结合强度进行了测试,发现渗层和基体结合良好,没有剥落。在球盘摩擦磨损试验机上分别进行TC4钛合金基体和钴基合金渗层的摩擦磨损试验,并分析温度及载荷对摩擦系数、磨损量、磨损体积和磨痕形貌的影响,结果表明在不同温度及不同载荷下钴基合金渗层的表面耐磨性能都有提高,但高温时的提高程度远没有室温明显。在箱式电阻炉中进行高温氧化试验,氧化增重曲线表明钴基合金渗层的氧化增重明显低于基体的氧化增重,渗钴基合金后的TC4钛合金的抗高温氧化性能有了显著提高。这是因为TC4钛合金基体的氧化层主要由TiO₂和少量V₃O₄相组成,而钴基合金渗层的氧化层则主要由Cr₂O₃和少量TiO₂相组成,其中Cr₂O₃的组织致密,可有效阻挡氧的进一步侵入。