γ-TiAl具有比强度高和耐蚀性好等特点,是在当代化工、航空航天和汽车等领域具有应用前景的材料之一,但是γ-TiAl的抗高温氧化性能与耐磨性能不足等缺陷限制了其应用。针对上述问题,本课题采用双层辉光等离子表面冶金技术在γ-TiAl表面制备W-Mo改性层,并制备渗Mo改性层和渗W改性层作为对比,探究其高温氧化行为和摩擦磨损机理。通过改变各工艺参数进行正交试验探索,得到的最佳工艺参数为:保温时间3h,气压35Pa,极间距20mm,源极电压850V,阴极电压500V。最佳工艺参数下制备的W-Mo改性层表面致密,厚度约9μm,与γ-TiAl结合良好,结合力为74N。W-Mo改性层表面主要由W相和Mo相组成。W-Mo改性层的显微硬度平均值为853.2HV0.1,约为γ-TiAl的2.8倍,纳米硬度10.337GPa,弹性模量282GPa。通过恒温氧化试验对比探究γ-TiAl基体、渗Mo改性层、渗W改性层和W-Mo改性层在750℃、850℃和900℃下的抗高温氧化性能。W-Mo改性层在750℃与850℃的氧化产物主要为MoO₂、MoO₂₃、WO₂₃、Al₂O₂₃和TiO₂,其表面氧化膜结构致密,与γ-TiAl结合良好。900℃下的氧化产物为MoO₂₃、WO₂₃、Al₂O₂₃和TiO₂,表面晶粒呈球状,内部以棉絮状向外生长,底部组织仍然连续致密,并且氧化增重最小,为4.6324mg/cm2,约为γ-TiAl的21.47%,能够有效提高γ-TiAl的抗高温氧化性能。通过往复式摩擦磨损试验对比探究γ-TiAl基体、渗Mo改性层、渗W改性层和W-Mo改性层在不同的滑动速度和载荷下的耐磨性。结果显示,W-Mo改性层结合渗Mo改性层的润滑作用和渗W改性层优越的耐磨性能,其摩擦系数相对最小,约为0.45。W-Mo改性层的体积磨损量为0.0051mm3,比磨损率为0.1487×10-4·mm3·m^-1,约为γ-TiAl的8.32%,磨损机制是轻微的磨粒磨损,W-Mo改性层可以有效的提高γ-TiAl的耐磨性。