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本文通过在Na2SiO3-(NaPO3)6-NaAlO2溶液体系中制备Ti6Al4V合金微弧氧化膜，确定合适的微弧氧化电参数，研究电参数（正向电压、占空比）对微弧氧化膜层的孔隙率、粗糙度、厚度、表面形貌、相组成以及性能的影响。用聚四氟乙烯乳液(PTFE)对微弧氧化膜层进行封孔处理制备微弧氧化/PTFE自润滑复合膜，及采用脉冲电子束对微弧氧化膜层进行复合改性处理，得到微弧氧化复合改性层。研究改性处理对膜层的硬度、表面形貌、相组成、摩擦磨损及耐腐蚀性能的影响。结果表明：正向电压以及占空比是影响钛合金的微弧氧化膜形成的重要因素。随着正向电压及占空比的增加，膜层的厚度随之增加，微弧氧化膜的微孔数量逐渐减少，孔径增大，粗糙度增大。高温稳定相金红石相增多，低温锐钛矿相减少。采用PTFE乳液制备的自润滑复合膜，表面形貌分析可知， PTFE颗粒已进入微孔表面，微弧氧化膜层表面微孔被填充，膜层变得光滑、致密。PTFE浓度越高，膜层表面微孔被填充得越多，表面越致密光滑，但PTFE浓度也不宜过高，浓度太高，膜层表面容易堆积PTFE，使得膜层表面凹凸不平。PTFE自润滑复合膜与钛合金基体及微弧氧化膜层相比，其摩擦系数显著降低，复合膜层表面磨损较小，耐磨损性能提高。腐蚀电位向电位正向移动，由微弧氧化膜的0.04V升高到0.24V，膜层的耐腐蚀性能得到明显的改善。经HCPEB处理后得到的复合改性层，表面微孔状消失，膜层变得更加平整且致密；从表面形貌看，膜层出现裂纹；金相观察发现，改性层表面出现熔孔；观察改性层的截面形貌发现，经HCPEB处理后膜层变薄，改性层表面的裂纹已深入膜层内部。预制微弧氧化膜层的表面粗糙度越大，电子束熔化越困难，得到的复合改性层越粗糙。改性层中的金红石型二氧化钛增多，锐钛矿型二氧化钛减少。复合改性层的表层硬度能达到1695HV，随着离基体距离的减小硬度也逐渐减小。同时，复合改性层的摩擦系数与微弧氧化膜层的摩擦系数相比，有所减小，耐磨性增加。腐蚀电位升高到0.19V，改性层的腐蚀速度降低，耐蚀能力增强。