钛及钛合金由于具有高比强度、高成形性以及良好的生物相容性等优点,被广泛应用于航空工业、船舶制造、石油化工、汽车制造以及生物医疗等领域。其中Ti6Al4V合金（简称TC4）是目前广泛应用的工程材料之一,超过钛合金总用量的50%,但由于TC4硬度偏低、抗氧化性和耐磨性较差,导致其应用领域受到限制。本文以TC4钛合金为研究对象,通过微弧氧化法（micro-arc oxidation,MAO）对TC4合金进行表面处理,研究氧化时间和氧化电压对氧化膜层性能的影响规律,而后对制备出来的样品分别进行退火处理和封孔处理,以期改善和提高TC4合金表面氧化膜层的性能。首先,经微弧氧化处理后的TC4（MAO-TC4）表面呈微米级微孔分布,膜层主要由锐钛矿结构的二氧化钛（A-Ti O₂）和α-Ti组成,电解液中Na OH的加入使TC4表面膜层的孔径、厚度都得到了增大,表面缺陷减少、平整度提高,膜层的综合性能更好。当电压为280V时,随着氧化时间的延长,样品的硬度、粗糙度、结合强度、耐腐蚀性能以及耐磨损性能均呈上升趋势。当氧化时间为20 min时,MAO-TC4合金膜层硬度为449.82 HV_0.2,粗糙度为0.69μm,结合力为74.25 N。膜层的自腐蚀电流密度为0.54×10^-6A/cm²,极化电阻为97.56 kΩ·cm²,磨损率为1.06×10^-3g/cm²,其耐腐蚀性能和耐磨损性能达到最优。当氧化时间为20 min时,随着工作电压的提升,MAO-TC4合金膜层的硬度、粗糙度以及结合强度均呈上升趋势。随着工作电压的升高,MAO-TC4合金膜层的耐腐蚀和耐磨损性能先增大后减小,当电压为280V时,膜层的自腐蚀电流密度为0.52×10^-6A/cm²,极化电阻为94.68 kΩ·cm²,磨损率为1.07×10^-3g/cm²,膜层的耐腐蚀以及耐磨损性能最优。其次,将经280V、20 min处理后MAO-TC4合金进行退火,发现膜层主要由A-Ti O₂、金红石结构的二氧化钛（R-Ti O₂）和α-Ti组成。MAO-TC4合金表面氧化膜层的孔洞尺寸、硬度和粗糙度也随之增大,而结合力、耐腐蚀性和耐磨损性能随着退火温度的增加呈现出先增大后减小的趋势,当退火温度为650℃时,其结合力为76.45 N,膜层的自腐蚀电流密度为0.13×10^-6A/cm²,极化电阻为147.97 kΩ·cm²,磨损率为3.54×10^-3g/cm²,耐腐蚀以及耐磨损性能最佳。最后,对经280V、20 min处理后的MAO-TC4合金进行封孔处理,膜层的硬度、粗糙度和结合力随着封孔时间的增加而增大,其耐腐蚀性能和耐磨损性能随着封孔时间的增加先增大后减小,当封孔时间为10 min时,膜层的自腐蚀电流密度为0.44×10^-6A/cm²、极化电阻为77.06 kΩ·cm²、磨损率为0.35×10^-3g/cm²,此时,耐腐蚀性能和耐磨损性能均达到最佳。综上,TC4合金在含Na OH电解液中经280V、20 min微弧氧化处理后试样膜层的耐腐蚀性能、耐磨损性能均得到了改善;经650℃退火处理后的MAO-TC4合金膜层相较于未退火处理的样品,其耐腐蚀性能显著提升;经10 min封孔处理后的MAO-TC4合金膜层较未封孔处理样品,其耐摩擦磨损性能显著提升。