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摘要
目的 为改善和提高镁合金表面硬度和耐磨性能。方法：采用磁控溅射法，在AZ31表面制备了复合Ti/TiN/TiCN涂层，沉积后的复合涂层在不同保温时间下进行退火处理。借助X射线荧光光谱(XRF)测试复合涂层表面平均元素含量，采用X射线小角掠入射(GIXRD)研究涂层物相组成和残余应力，利用扫描电镜(SEM)观察涂层表面形貌和磨痕形貌，借助销盘式摩擦磨损试验机和纳米压痕仪评估了涂层的耐磨性能。结果：退火涂层的晶粒尺寸增加，内部缺陷减少，涂层更致密，残余应力显著下降。退火前后涂层的物相均为FCC的TiCN，不同保温时间涂层具有不同的择优生长取向。随着保温时间的延长，涂层表面Ti、C含量先增后减，N元素含量先减后增，涂层表面硬度下降，摩擦系数增大，耐磨性能下降。沉积涂层的韧性较好，摩擦系数波动较大，磨损机制以刮擦磨损为主。退火30min涂层的磨损率最低，磨损机制以磨粒磨损和粘着磨损为主。退火90min涂层的磨痕最宽，韧性最差，磨损率最高，磨损机制以磨粒磨损和氧化磨损为主。结论：退火有助于降低残余应力，但退火时间不宜过长，时间超过30min，涂层的耐磨性能下降。
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单位材料科学与工程学院; 南昌航空大学
