钛合金紧固件具有比强度高、抗蚀性强、耐高低温、抗疲劳等优点，对飞行器减重、增速效果明显，广泛应用于航空航天飞行器结构连接中。但钛合金钝态电位较高，在不进行表面特殊处理的情况下，易与电极电位较负的铝合金、钢质机体等接触件产生电偶腐蚀与“咬死”，不易装卸，同时也可能使钛合金紧固件析氢导致氢脆，造成飞行器结构破坏，限制了其应用范围。真空离子镀铝过程无三废（废水、废气、废渣）产生，已成为广泛研究的热点。　　本文根据越来越多的主机厂订购产品时提出采用真空离子镀铝的要求，围绕前期与武汉大学、沈阳威利德真空技术有限公司合作研制的直流内单圆柱靶真空离子磁控溅射镀铝设备存在的镀铝膜厚薄不均、成本高且效率低等批生产瓶颈问题，引入闭合磁场非平衡磁控溅射技术思路，采用直流内外双圆柱靶对设备进行改制，应用单变量法对批生产工艺参数进行优化，研究相关过程控制措施，分析涂层性能试验检测结果，完成钛合金紧固件真空离子磁控溅射镀铝批生产设备改制和工艺参数优化。本文主要进行了以下方面的研究:　　①研究适于批量生产的真空离子磁控溅射镀铝设备改制技术方案。在前期技术成果基础上，分析真空离子磁控溅射镀铝设备原理结构和镀铝流程，引入闭合磁场非平衡磁控溅射技术思路，对比直流单靶材磁控溅射和内外双靶材磁控溅射中的电磁场分布和等离子体分布，将2个直流内单圆柱靶改制为2对（4个）磁极相对的内外双圆柱靶结构，构建内靶磁场和外靶磁场相反的闭合磁场，建立满足涂层综合性能要求且适于批量生产的镀铝设备改制方案。　　②真空离子磁控溅射镀铝批生产工艺流程和过程参数的控制与优化。根据航空航天工业标准和前期工作积累，采用单变量法优选工艺参数法，通过反复多次工艺试验和测试分析，找出影响铝涂层综合性能和生产效率的主要参数及其变化规律，优选出钛合金紧固件真空离子镀铝批生产的最佳沉积时间、真空度、给气量、偏压、靶电流、电压值、占空比、炉温等参数。　　③涂层性能测试与分析研究。根据公司涂层性能测试方法和相关标准，以M4×12的Ti-6Al-4V钛合金螺钉为批生产试样，采用所改制的镀铝设备按优化的工艺参数制备试件，通过金相法、落锤法、盐雾试验法等完成涂层外观、厚度、结合力、耐腐蚀性等综合性能测试与结果分析。　　最后，通过采用改制后的设备和优化后的工艺进行批量生产验证，解决了航空航天用高强度钛合金紧固件真空离子磁控溅射镀铝产业化关键技术。