[发明专利]一种可涂覆于深孔零件的高硬度TiN保护性涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种可涂覆于深孔零件的高硬度TiN保护性涂层的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：

(1)基体清洗

将经抛光处理后的基体分别在无水乙醇和丙酮中利用超声波清洗3～7min，然后在1％～3％浓度的氢氟酸中处理5～20s；

(2)基体的不同比例N，H，Ar离子蚀刻

采用空心阴极等离子体增强工艺对基材表面进行等离子刻蚀处理，工艺条件为：控制电压800～1200V，脉冲频率20kHz，通入N₂、H₂和Ar，N₂流量为500～750mL/min，H₂流量为500～2000mL/min，Ar流量为500～2000mL/min，处理时间15～40分钟；

(3)基体上TiN涂层制备

采用空心阴极等离子体增强化学气相沉积(PECVD)的方法在基材表面沉积TiN涂层，工艺参数为：气压12.0～25.0Pa，脉冲偏压为1200～1500V，脉冲频率为1200Hz，脉宽20μm；通入TiCl₄气体，混合N₂，H₂，Ar气体，气体流量分别为：TiCl₄流量100～150mL/min，N₂流量500～750mL/min，H₂流量为1500～2200mL/min，Ar流量为500～1000mL/min，沉积时间为0.5～1.0h，涂层完成后继续通入流量为400mL/min的Ar作为吹扫气体，吹扫60秒冷却工件。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述TiN涂层沉积速率200nm/min；所述基体为工具钢、不锈钢、硬质合金或钛合金。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，超声波的频率为15～30kHz。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，基体偏压为-100V～-600V，占空比为3％～15％，双极脉冲方式。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述N₂、H₂与TiCl₄的流量比为1:3:0.15～1:4:0.2。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，基体的温度为100～400℃。

7.一种如权利要求1-6任一项所述制备方法制备得到的TiN涂层，其特征在于，所述TiN涂层厚度为2～15微米。

8.如权利要求7所述的TiN涂层，其特征在于，所述TiN涂层硬度可达HV1800～2500，耐温性能可达500℃。