ADC12 铝合金表面氮化铝(AlN)涂层的制备及其耐磨性能研究

丁山林，王疆瑛，张 莹，胡利军

(1.中国计量大学材料与化学学院，浙江 杭州 310018；2.浙江兴昌风机有限公司，浙江 绍兴 312500 )

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ADC12 铝合金又称12 号铝料，Al-Si-Cu 系合金，是一种压铸铝合金，主要成分为铝、硅、铜、镁、锌等，适合气缸盖罩盖、传感器支架、缸体类等零件[1，2]。由于ADC12 铝合金密度小、质量轻的优点，ADC12 铝合金是汽车工业最受欢迎的材料之一。但由于其表面硬度低、耐磨损性能差，在高负载的情况下，零件会不可避免地发生磨损，限制了其在工业中的应用。目前已经尝试采用了许多技术来解决铝合金的这些问题，例如机械喷丸[3]、激光强化[4]、热处理[5]与涂层。自涂层技术问世以来，其经济性和有效性引起了科学界的高度关注。到目前为止，纯金属[6]、氮化物[7]、碳化物[8]、类金刚石碳涂层[9]已用于其表面保护。

氮化铝(AlN)具有高硬度、耐磨损、耐高温及较好的化学稳定性等特点[10，11]。Choudhary 等[12]通过磁控溅射在不锈钢上制备AlN 涂层，硬度和杨氏模量的最高值分别为14.1 GPa 和215 GPa，通过划痕实验与摩擦磨损实验研究表明膜基结合力最高约20 N，较高基底偏压下获得的涂层耐磨性提高。Ma 等[13]通过采用喷射脉冲电沉积结合超声成功制备出了致密的表面Ni-AlN纳米耐磨涂层。Xie 等[14]采用过滤阴极真空电弧沉积技术在AZ31 镁合金基体上制备了Al-AlN 复合涂层，该涂层提高了AZ31 镁合金的耐腐蚀性以及表面硬度。Ghahramanzadeh 等[15]通过离子渗氮在7075-T6铝合金表面制备AlN 涂层，降低了7075-T6 铝合金的摩擦系数与磨损量，提高了7075-T6 铝合金的耐磨性能。

因此，本工作以ADC12 铝合金材……