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电弧离子镀制备镁合金涂层工艺对其力学特性参数的影响研究

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镁合金具有密度小、比强度和比刚度高、减震性能好、电磁屏蔽性能好等优点，使得其在航空航天、国防军工、电子仪器、交通工具等领域有着广泛的应用，镁合金作为阻尼涂层也得到了应用。阻尼涂层面临着苛刻的工作条件，而受连续外载荷作用是引发涂层失效的一个重要因素，涂层会在接触应力作用下产生疲劳而失效。涂层的力学特性对疲劳性能有一定的影响，通过探究制备涂层的工艺参数对其力学特性的影响规律来提高涂层的接触疲劳性能，延长涂层寿命。

自制尺寸为Φ32×0.8 mm、60×10×0.8mm的不锈钢基片，经过抛光、超声波清洗等前处理工艺后，采用电弧离子镀设备在不同的弧电流、基片负偏压等条件下，在不锈钢基体上制备出力学特性不同的镁合金涂层。使用SSX-550扫描电子显微镜对涂层的截面形貌和表面形貌进行了表征；使用SEM附带的能谱分析EDS测试涂层中的原子种类与占比；使用CSM纳米硬度划痕一体检测仪测试涂层的表面硬度、弹性模量和膜基结合力，得到涂层的力学特性参数。

试验结果表明，制备工艺参数的改变对涂层力学参数产生了不同的影响：保持基片负偏压为150V不变时，涂层的硬度随弧电流的增大而增大，同时涂层中Mg元素的含量随着弧电流的增大而提高，而Al元素的含量在降低。涂层的弹性模量和膜基结合力也随着弧电流的增大而增大；保持弧电流为30A时，随着基片负偏压的增大，Mg元素含量随之减少而Al元素的含量逐渐增加，然而涂层的表面硬度与偏压之间没有体现出规律，弹性模量在基片负偏压逐渐增大的过程中出现了峰值，膜基结合力随着负偏压的增大而增大。