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本发明公开了同步提高钛合金耐磨及抗疲劳性能的低温离子氮化方法,具体按照以下步骤实施:步骤1、基材表面预处理;步骤2、安置工件与辅助极板;步骤3、溅射清洗工件和辅助极板;步骤4、低温离子氮化处理,得到低温离子氮化处理的钛合金工件;步骤5、去除步骤4中工件表面的化合物层。本发明开发一种绿色、安全、低成本的方法,能够同步提高钛合金的耐磨和抗疲劳性能。