钛合金具有比强度高、密度小、耐蚀性强等一系列优点，已被广泛应用于航空、航天、能源、化工等工业部门，但其硬度低、耐磨性差，在600℃以上的高温条件下容易被氧化，从而限制了钛合金的应用范围。随着表面改性技术的发展，尤其是辉光离子渗金属技术，以其渗速快、渗层与基体结合强度高、渗层厚度和成分可控、节约合金元素、无污染等优点，逐步拓宽了钛合金的应用范围。本文针对Ti-6Al-4V硬度低、耐磨性差等缺点，利用辉光离子渗金属技术在钛合金表面制备具有一定厚度并且合金元素呈梯度分布的渗钼合金层，以提高钛合金表面的硬度和耐磨性。通过辉光离子渗金属技术，在Ti-6Al-4V合金表面制备了渗钼改性层，并将各工艺参数对渗层的影响进行了分析，得出最佳工艺参数。利用扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）等对渗层的表面、截面形貌，合金元素分布及相结构进行了分析，结果表明，改性层由沉积层和扩散层两部分组成，层与层及层与基体之间结合良好，钼的含量由表层至基体先平稳变化后梯度递减，改性层由钼相及Ti-Mo固溶体相构成。在摩擦磨损实验机上，将不同条件下制备的渗钼改性层以及原始试样之间，进行了摩擦磨损性能对比，在最优参数下得到的渗层其摩擦系数、磨损量比其他条件下的渗层都低，比原始试样耐磨性有大幅提升。