钛合金具有良好的物理及力学性能,在各个领域得到广泛应用,但钛合金也存在硬度低、耐磨性差的缺陷,使其使用寿命降低。为了提高钛合金硬度和耐磨性,本文采用阳极氧化技术,通过改变电解液体系和浓度以及阳极氧化工艺参数在钛合金表面制备氧化膜层,系统研究了膜层显微硬度和粗糙度随工艺参数的变化规律,通过摩擦磨损试验得出膜层的摩擦系数和磨损量,并对磨损后形貌进行观察分析,从而建立钛合金阳极氧化工艺与摩擦性能之间的关系。分析不同体系下阳极氧化膜层微观机构及其硬度等,得出酸性电解液中得到的氧化膜层表面均匀,结晶度高,硬度最高,表面粗糙度最低。随后研究酸性电解液中不同磷酸浓度、氟化钠浓度、柠檬酸浓度对氧化膜层性能的影响,以膜层氧含量、显微硬度和粗糙度为指标,得出三者最佳浓度分别为75 mL/L、1 g/L、10 g/L。研究工艺参数对阳极氧化膜层影响,发现随着氧化电压升高膜层显微硬度先增加后减小,粗糙度先减小后增加,显微硬度和粗糙度在90 V时最佳。氧化时间在60 min之前,膜层硬度随氧化时间增加而增加,粗糙度随氧化时间增加而减小,氧化时间超过60min,膜层变化不明显。氧化膜层显微硬度随氧化温度增加而下降,粗糙度随氧化温度增加而增加。通过正交试验得出影响阳极氧化膜层显微硬度和粗糙度主次关系为:氧化电压>氧化温度>氧化时间。在以磷酸为主的酸性体系中得出最佳阳极氧化工艺参数:电压90 V,时间60 min,温度5℃。研究在不同工艺参数下阳极氧化膜层的摩擦磨损性能,得出随着氧化电压升高膜层摩擦系数先增加后趋于平稳,90 V时摩擦系数和磨损量最小,磨损后表面存在均匀的浅犁沟。摩擦系数和磨损量随着氧化时间的增加而减小,氧化时间60 min时表面磨痕最浅,未出现膜层脱落。摩擦系数和磨损量随着氧化温度增加而增加,氧化温度为5℃时摩擦系数平稳且波动小,试样表面划痕最浅,有少量犁沟,在优化工艺参数下制备的氧化膜层具有较低摩擦系数和磨损量,且摩擦后表面犁沟少,犁沟中附着的磨粒数量也少。