[发明专利]一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层，其特征在于，所述复合涂层由外至内依次包括表面镀Cr的CrNx硬化层、次表层扩散层、心部的基体；所述的CrNx硬化层主要由面心立方结构的CrNx相组成；所述的次表层扩散层主要由含氮过饱和的α-Fe相、碳化物、纳米级合金氮化物和针状或带状γ′-Fe₄N相组成；所述的基体主要由α-Fe相和碳化物组成。

2.根据权利要求1所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层，其特征在于，所述基体还含有一定量的碳化物，或者所述基体是其他的金属或非晶基体。

3.根据权利要求1所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层，其特征在于，所述表面镀Cr的CrNx硬化层中还含有少量的Cr和Cr₂N相。

4.根据权利要求1所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层，其特征在于，所述表面镀Cr的CrNx硬化层的厚度为0.005～1.0mm，次表层扩散层厚度为0.01～0.5mm，复合涂层总厚度为0.015～1.5mm。

5.一种如权利要求1～4中任一项所述的氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层的制备方法，其特征在于，首先对钢基体进行镀铬处理，制备一定厚度的金属Cr层，然后在Cr层表面平铺一定厚度的氯化铵粉体，预热，去除Cr层表面钝化膜，紧接着通入氨气渗氮，使得Cr层转变成CrNx层，临近CrNx层的钢基体转变成含氮过饱和的扩散层。

6.根据权利要求5所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将钢样品抛光至粗糙度≤0.1μm，进行预洗、中间清洗、电解清洗、吹干后，将清洗干燥的样品进行电镀，制得电镀Cr样品；

(2)将电镀Cr样品置于氮化炉中，在镀Cr层表面预置厚度小于5mm的氯化铵粉末，预热并保温后，通入氨气、氢气和氮气，调节制备得到复合涂层。

7.根据权利要求6所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层的制备方法，其特征在于，经过电镀Cr处理后，电镀层的厚度为0.005～1.0mm，硬度为400～900HV。

8.根据权利要求6所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层的制备方法，其特征在于，电镀Cr层经渗氮转变成CrNx层，CrNx层厚度为0.005～1.0mm，硬度为1000HV～2000HV。

9.根据权利要求6所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，电镀中电解液包括200～250g/L铬酐、2.0～2.5g/L硫酸和3.0～6.0g/L三价铬，电流密度为50～90A/dm²，电镀温度为50～70℃。

10.根据权利要求6所述的一种氯化铵助渗的Cr/氮化复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，预热温度为350～500℃，保温时间小于5h，渗氮温度为450～750℃，氮化时间1h～40h。