TC4钛合金由于具有密度小,比刚度、比强度高,弹性模量低,生物相容性好等特点,而作为航天航空、车辆工程、石油化工、生物医学等领域重要材料,在尖端科学和高端技术方面发挥着重要作用。虽然钛合金的综合性能较为优异,但其耐磨性较差、耐蚀性有待提高等问题在很大程度上制约其进一步的发展与应用。因此对钛合金进行表面处理从而提高其各项性能就显得尤为重要。阳极氧化工艺是以金属或合金作为阳极材料,采用电解的方法在金属或合金表面形成阳极氧化薄膜。此种工艺方法操作简单,耗时较短,成本较低,同时能够大幅度提高工件表面各项性能,因此被广泛应用于合金的表面处理工程当中。本论文针对钛合金耐磨性较差、耐蚀性有待进一步提高等问题,采用阳极氧化的处理方法,考察不同电解液的种类、浓度及不同电压条件对阳极氧化膜的颜色、微观形貌、产物结构及各项性能(包括膜层粗糙度、显微硬度、耐蚀性、耐磨性)的影响,初步探讨了TC4钛合金试样表面阳极氧化膜的成膜机理,并最终确定最优阳极氧化工艺。本论文采用恒电压法对TC4钛合金进行阳极氧化处理。分别以磷酸,硫酸及磷酸、硫酸混合溶液(n磷酸:n硫酸=1:1)为阳极氧化电解液,选取电解液浓度为0.5mol/L、0.75mol/L、l.Omol/L,选取电压为10V、15V、20V、25V、30V,研究电解液的种类、浓度、电压等条件对阳极氧化膜性能的影响。实验结果和理论分析表明:(1)当控制电压一定时,随着电解液浓度的提高,阳极氧化膜的粗糙度减小,显微硬度增大,膜层耐磨性、耐蚀性提高。(2)当控制电解液浓度一定时,随着电压升高,阳极氧化膜的粗糙度减小,显微硬度增大,膜层耐磨性、耐蚀性提高。(3)与其它两种酸性电解液相比,以硫酸为电解液进行阳极氧化处理的氧化膜显微硬度最大,耐磨性最好,缺点是膜层表面粗糙;以混合酸(n磷酸:n硫酸=1:1)为电解液时,膜层的耐蚀性最好。(4)电压决定了阳极氧化膜的颜色。电压为10V时,阳极氧化膜为浅黄色;15V时呈黄色;20V时为紫色;25V时为深蓝色;30V时为浅蓝色。(5)三种不同酸性电解液条件下制得的阳极氧化膜结构相似。阳极氧化膜主要由金红石型Ti02、锐钛矿型Ti02和板钛矿型TiO2及钛的氧化物TiO和Ti305组成。