[发明专利]复合涂层螺杆及其制备方法

权利要求书

1.一种复合涂层螺杆，其包括：螺杆，所述螺杆的表面依次附着热喷涂重熔合金涂层和物理气相沉积PVD涂层；其中，所述热喷涂重熔合金涂层为包括Cr₃C₂-Ni-Cr、WC-12Co、WC-12Ni、WC-10Co-4Cr、WC-15Ni、TiC-15Ni或其组合的合金涂层，所述PVD涂层为包括AlCrN、CrAlN、CrN、AlTiN、TiAlN、TiAlCrN、TiSiN、TiSiAlN、TiAlWN或其组合的纳米硬质涂层。

2.如权利要求1所述的复合涂层螺杆，其中所述热喷涂重熔合金涂层为包括Cr₃C₂-Ni-Cr的合金涂层，且所述PVD涂层为包括AlCrN的纳米硬质涂层。

3.如权利要求2所述的复合涂层螺杆，其中所述Cr₃C₂和所述Ni-Cr的重量比例约为75％和25％。

4.如权利要求1所述复合涂层螺杆，其进一步包括位于所述热喷涂重熔合金涂层和所述PVD涂层之间的结合层；所述结合层为Ti、Cr或Al金属层或其合金层。

5.如权利要求4所述的复合涂层螺杆，其中所述结合层的厚度为0.05μm-1μm。

6.如权利要求1-5中任一项所述的复合涂层螺杆，其中所述热喷涂重熔合金涂层的厚度为0.1mm-1mm；所述PVD涂层的厚度为0.1μm-15μm；所述PVD涂层的表面硬度为3000HV-4000HV。

7.如权利要求1-5中任一项所述的复合涂层螺杆，其进一步包括位于所述螺杆的表面和所述热喷涂重熔合金涂层之间的渗氮层，所述渗氮层的厚度为0.1mm-0.5mm。

8.一种复合涂层螺杆的制备方法，其包括如下步骤：

提供螺杆；

采用超音速火焰喷涂的工艺在所述螺杆的表面喷涂包括Cr₃C₂-Ni-Cr、WC-12Co、WC-12Ni、WC-10Co-4Cr、WC-15Ni、TiC-15Ni或其组合的合金涂层以形成热喷涂合金涂层；

对附着在所述螺杆的表面的热喷涂合金涂层进行重熔处理以形成热喷涂重熔合金涂层；

采用物理气相沉积PVD工艺在重熔处理后的热喷涂重熔合金涂层的表面沉积包括AlCrN、CrAlN、CrN、AlTiN、TiAlN、TiAlCrN、TiSiN、TiSiAlN、TiAlWN或其组合的纳米硬质涂层以形成PVD涂层。

9.如权利要求8所述的复合涂层螺杆的制备方法，其中所述热喷涂重熔合金涂层为包括Cr₃C₂-Ni-Cr的合金涂层，且所述PVD涂层为包括AlCrN的纳米硬质涂层。

10.如权利要求9所述的复合涂层螺杆的制备方法，其中所述Cr₃C₂和所述Ni-Cr的重量比例约为75％和25％。

11.如权利要求8所述的复合涂层螺杆的制备方法，进一步包括在对所述热喷涂合金涂层进行重熔处理后，先在所述热喷涂重熔合金涂层的表面采用PVD工艺形成结合层，接着再采用PVD工艺在所述结合层的表面沉积所述PVD涂层；其中，所述结合层为Ti、Cr或Al的金属层或其合金层。

12.如权利要求8或11所述的复合涂层螺杆的制备方法，其中所述重熔处理采用激光进行重熔，所述激光的功率为500-1000W、光斑直径为3-5mm、且移动速度为0.5-3m/min。

13.如权利要求8或11所述的复合涂层螺杆的制备方法，进一步包括在采用超音速火焰喷涂的工艺在所述螺杆的表面喷涂以形成所述热喷涂合金涂层之前，先使所述螺杆进行离子渗氮处理以形成渗氮层。