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渗氮38CrMoA1钢具备良好的韧性、耐磨性和一定的硬度,是最常用的构件用钢,广泛应用于机械、汽车、航空等行业。但是,随着工业技术的快速发展,越来越多的工况显示38CrMoAl钢经简单的渗氮处理后已经不能完全满足使用需求,需要对其表面进行进一步的强化改性处理。氮化物陶瓷/软相纳米复合薄膜作为最新的超硬薄膜材料,具备很好的硬度、韧性和较好的耐磨性。本文在中航工业产学研联合攻关项目《38CrMoAl钢表面载能束复合改性技术研究》资助下,利用电弧离子镀技术在38CrMoAl钢表面制备nc-MeN/a-Cu氮化物陶瓷/软相纳米复合薄膜对渗氮38CrMoAl钢进行了表面改性处理,满足项目所需要的性能要求,并对薄膜的硬化机制进行了探讨。首先,采用电弧离子镀设备在渗氮后的38CrMoAl基体上制备了一系列不同Cu含量的ncTiN/a-Cu薄膜,并对薄膜的性能进行了分析。结果表明,6组nc-TiN/a-Cu薄膜均致密平整,厚度约为0.8μm,相结构由纳米晶的TiN和非晶的Cu构成。硬度随着Cu含量的增加,先增大后减小,在Cu含量为1.28at.%时,该薄膜的硬度达到了44.0GPa,膜基结合力可达到70N,耐磨性良好,摩擦系数与纯TiN薄膜相当。该薄膜硬度和耐磨性完全能满足构件的性能要求。最后对薄膜的硬度变化规律进行了讨论。其次,基于拓宽渗氮38CrMoAl钢表面改性膜系的选择和获得更好的纳米复合薄膜的目的,本论文又制备了了一系列不同Cu含量的nc-CrN/a-Cu薄膜,并对薄膜的性能进行分析。结果表明,5组薄膜致密平整,厚度为0.6μm,除了3#薄膜(Cu含量为1.57at%的薄膜)外,均由CrN相和晶体Cu相组成,但硬度较低,与CrN硬度相当。但3#薄膜由CrN相和非晶Cu相组成,其中CrN(111)衍射峰发生明显偏移,该薄膜硬度较高,达到26GPa。本章最后同样分析了影响薄膜硬度变化的原因。