本文采用热浸渗铝的方法在钛合金表面制备钛铝金属间化合物镀层，以改善钛合金的表面耐磨性和抗高温氧化性能。在熔融铝液中热浸镀和热扩散处理的条件下在TC4表面获得了Al-Ti系列金属间化合物镀层。通过金相显微镜、SEM、XRD对钛及钛合金表面镀铝层的形貌、厚度和结构进行了分析，探讨了渗层的形成机制。实验结果表明，K₂ZrF₆饱和溶液的助镀效果最佳，热浸镀的时间对镀层组织结构及厚度等无明显影响。钛合金热浸镀铝试样在600℃和700℃充分热扩散处理后，化合物层的主相为TiA1₃，其中还有少量的TiA1₂相。化合物层与钛合金之间的界面清晰平整，无明显过渡层。化合物层处硬度在500Hv-600Hv之间，比钛合金基体硬度高。在900℃、1000℃和1100℃下热扩散处理后，化合物层与钛合金发生互扩散，出现若干过渡层，各层之间的界面清晰，在外扩散层出现较多氧化物，如氧化铝和氧化钛等。在1100℃热扩散处理后的试样基体中随着时间延长逐渐渗入铝元素，并在热扩散24h后形成了高铝相。分析表明，热浸渗法获得的Ti-Al梯度涂层为扩散型热浸铝层，其中化合物层分为外扩散层和内扩散层。外扩散层主要由氧化铝和TiA1₃颗粒相构成，厚度约100μm，内扩散层则由富钛的TiA1₃相构成。其内扩散层的显微硬度高于基体，可以有效提高表面的耐磨性。镀层的组织结构不随着热浸铝时间变化而改变。热浸铝时间与热扩散后镀层的厚度也无直接关系。TC4钛合金经600℃和700℃热扩散处理后，随着扩散时间的延长，表面铝覆盖层通过与钛合金基体的扩散反应，铝含量逐渐减少，表面镀层逐渐转变为以TiAl₃金属间化合物为主要相的镀层。由于TiAl₃与TC4合金基体之间的热膨胀系数差异很大，在经600℃和700℃热扩散处理后均产生了贯穿性裂纹。TC4钛合金经900℃和1100℃热扩散处理后，在热扩散10m n时，扩散反应进行的很快，大量的TiA1₃球状颗粒在铝覆盖层中生成。同时由于高温氧化的作用，表面向内部逐渐生成TiO₂和A1₂O₃，部分TiA1₃颗粒参与氧化反应，致使外扩散层中铝元素被消耗，镀层主要由TiA1₃、TiA1₂及TiO₂和A1₂O₃相构成。由于铝元素的渗入，基体中靠近镀层的部分硬度明显高于内部基，在内扩散层中的若干过渡层中，物相仍以TiAl₃为主，此处显微硬度值高于基体硬度。