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近年来随着塑料制品的日益增多,市场对塑料模具的需求也越来越大。铝合金模具由于具有易成型、导热性好等优点因此引起人们的普遍关注。但它硬度低、耐磨性差,又大大限制了它的应用范围。本课题研究的目的是想通过对铝合金等离子体基离子注入(Plasma Based Ion Implantation-PBII)氮、碳及磁控溅射沉积Ti结合PBII氮、碳注入,在基体表面形成改性层,从而使铝合金表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性得到提高,延长铝合金塑料模具的使用寿命。通过显微硬度、摩擦磨损、电化学腐蚀、GXRD和XPS等检测手段对改性层性能和组织结构进行了分析。通过对7075铝合金进行等离子体基注入PBII氮、碳离子注入实验,了解PBII基本原理。在注入强化和软化效应对7075铝合金的综合作用效果研究的基础上,系统研究了注入强化效果与注入电压、频率及时间之间的关系。从分析的结果可知处理温度对7075铝合金的性能影响较大。当处理温度超过了其人工失效的温度(120℃)时,影响开始明显。当处理温度达到300℃时,硬度就会由原来的180HV降到64.2HV。7075铝合金PBII氮/碳处理时,当控制温度在基体不被软化的范围内,它的硬度、耐磨性、耐腐蚀性都会有所提高,并且随着注入剂量的增多,强化效果也相应的明显。由于注入剂量随注入时间、频率同步增加,这又会导致基体的严重软化,所以单纯的PBII氮/碳注入不能对7075铝合金起到明显的改性效果。通过磁控溅射纯钛,之后再进行PBII氮/碳注入,能够使改性后的表面显微硬度得到很大程度的提高。磁控溅射结合氮注入可以使硬度由基体的180HV升至281.4HV。磁控溅射结合碳注入则可以升至342HV。由XPS和GXRD的检测结果,可知用磁控溅射Ti和PBII氮、碳注入相结合的方法对铝合金进行处理,可以在基体表面形成硬质TiN、TiC相。这些新相在提高表面耐磨性、硬度等都起到了有利的作用。而且经过处理后,表面的耐磨性、耐腐蚀性都得到了增强。可见,对受温度影响比较大的7075铝合金材料进行单纯的PBII处理,效果不明显,如果把它与磁控溅射技术相结合,改性层的性能就大大提高。