本文通过渗碳以及气体多元共渗的方法对TC4钛合金进行表面强化处理,探索出一种提高钛合金表面耐磨性的新工艺。实验对TC4进行渗碳处理以及渗碳+多元共渗复合处理两种工艺,对处理后样品分别进行了金相显微组织、XRD分析,同时测试了样品的显微硬度、耐磨性、电化学极化曲线及拉伸性能。金相组织、XRD分析表明,TC4渗碳后渗层最表层组织为AlTi3C和Ti60,渗层厚度为451μm;经渗碳+多元共渗后最表层组织为AlTi3C、AlTi3N和Ti02,渗层厚度为65μm。显微硬度梯度分布表明,TC4经渗碳后最高硬度为1400HVo.025,经渗碳+多元共渗后最高硬度为1050HVo.025,硬化层深度更深,梯度变化趋势变缓。摩擦磨损试验表明,TC4原材在1N作用力下与SiC对磨时,摩擦系数为0.4,经渗碳后表面摩擦系数为0.12,经渗碳+多元共渗后为0.12-0.15；相同转数4000n下,原材磨损量是渗碳样品的21.5倍,是渗碳+多元共渗样品的113倍,耐磨性大幅度提高。极化曲线理论分析表明,TC4经过两种表面处理工艺后,腐蚀电位升高,表明腐蚀倾向变小；腐蚀电流变大,表明腐蚀速度加快。应力应变曲线、伸长率分析测试表明,TC4经过两种表面处理工艺后,抗拉强度保持稳定,塑性有所下降,应变硬化加强。通过以上实验及分析表明,TC4经过渗碳+多元共渗复合表面处理后,耐磨性大量提高,同时保证了其抗腐蚀性能以及拉伸强度。