[发明专利]一种在铁基材料表面沉积铁+铬+钼+钛+氮化钛的混合多层纳米强化层的工艺

摘要

本发明公开了一种在铁基材料表面沉积铁+铬+钼+钛+氮化钛的混合多层纳米强化层的工艺，是利用磁控溅射技术，在铁基材料表面依次沉积纳米级厚度的混合过渡层，混合层铁和铬、铬和钼、钼和钛之间没有明显的分界线，为混合逐步形成的过渡层，最后再复合沉积纳米级的氮化钛强化层，形成结合力良好的复合强化层。本发明采用磁控溅射在铁基材料表面沉积铁+铬+钼+钛+氮化钛的多层纳米强化层，形成的过渡层成分梯度分布平缓，残余内应力较小，大大增加了膜基结合强度，增强了与基体的结合力，其硬质陶瓷薄膜的特点，具有耐腐蚀、耐磨损、化学稳定性好、韧性好、低应力等优点，能够大幅度提高工件耐磨性，耐腐蚀性等性能。

主权项

一种在铁基材料表面沉积铁+铬+钼+钛+氮化钛的混合多层纳米强化层的工艺，其特征是：包括如下步骤： （1）将铁基材料放进丙酮和酒精的混合液中进行超声波清洗，取出后烘干； （2）将铁基材料固定在炉内的工件架上，工件架公转的同时进行自转； 关闭腔室门，开启真空系统，抽至一定真空度时开启加热系统，加热至所设定的温度；（3）当腔室真空抽至背底真空时，通入氩气，开启偏压电源，对基材进行轰击活化清洗； （4）清洗结束后停止通气体，关闭偏压，继续抽真空，抽至背底真空时，通入氩气至所需工作气压，开启偏压电源；（5）开启纯铁磁控靶的电源，首先沉积一层纳米级纯铁层；（6）逐步关闭纯铁磁控靶的电源，开启纯铬磁控靶的电源，在已沉积有铁基薄膜上沉积一层纳米级纯铁‑纯铬混合层；（7）按照步骤（5）、步骤（6）相似方法，关闭纯铬磁控靶的电源，开启纯钼磁控靶电源，在已经沉积有纳米级纯铁‑纯铬层的表面沉积钼，形成纳米级纯铁‑纯铬‑纯钼混合层；关闭纯钼磁控靶的电源，开启纯钛磁控靶电源，在已经沉积有纳米级纯铁‑纯铬‑纯钼的沉积层表面沉积纯钛，形成纳米级纯铁‑纯铬‑纯钼‑纯钛的混合层；（8）最后通入氮气，调整氩氮流量比，在铁‑铬‑钼‑钛混合纳米层表面沉积一层纳米级氮化钛层，最终形成铁+铁‑铬+铬+铬‑钼+钼+钼‑钛+钛‑氮化钛的强化层； （9）沉积结束后在真空中随炉冷却至60℃以下，取出工件。