[发明专利]一种耐磨耐蚀CrAlSiN复合涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种耐磨耐蚀CrAlSiN复合涂层，包括基体，所述的基体上覆盖有复合涂层，所述的复合涂层为基体表面自下而上依次层叠排列的Cr层、CrN层以及CrAlSiN层。其制备方法：步骤一、对基体表面进行清洗、除油、表面活化处理；步骤二、在镀膜设备真空腔体中，选用Cr、AlSi靶，通入氩气和氮气，通过控制氩气流量、氮气流量以及沉积时间在基体表面依次沉积Cr层、CrN层以及CrAlSiN层组成，步骤三、待涂层沉积完毕后，冷却在基体表面获得复合涂层。本发明的复合制备方便，具有涂层梯度而能够减小残余应力，且具有高耐磨性、高耐腐蚀性和高抗接触疲劳性。

主权项

1.一种耐磨耐蚀CrAlSiN复合涂层的制备方法，耐磨耐蚀CrAlSiN复合涂层包括基体，所述的基体上覆盖有复合涂层，其特征是：所述的复合涂层为基体表面自下而上依次层叠排列的Cr层、CrN层以及CrAlSiN层；所述的复合涂层的厚度为10μm~30μm；所述的Cr层的厚度为0.3μm~3μm；所述的CrN层的厚度为4.7μm~12μm；所述的CrAlSiN层的厚度为5μm~15μm；所述的基体的表面经过离子渗氮处理；耐磨耐蚀CrAlSiN复合涂层的制备方法包括以下步骤：步骤一、对基体表面进行清洗、除油、表面活化处理；表面活化处理具体为：将基体置于镀膜设备真空腔体，抽真空后将基体预热至400℃~450℃，利用氩等离子体对施加负偏压的基体表面轰击活化；具体过程为：所述的真空腔体抽真空至3~6×10‑3Pa，将基体预热至400℃~450℃，通入工作氩气100~350sccm，启动偏压电源，以‑900~‑1200V偏压轰击基体10分钟，使基体表面活化；在基体表面进行离子渗氮处理，然后进行步骤二；所述的离子渗氮处理具体为：将处理后的基体置于镀膜设备真空腔体中，通入氮气流量为1000~1200sccm，工作气压控制在8~10Pa，基体施加‑800~‑1000V负偏压，温度控制在450~500℃，渗氮处理时间为2~4小时；所述的氮气的纯度为99.95%；步骤二、将步骤一处理后的基体置于镀膜设备真空腔体中，选用Cr、AlSi靶，靶电流为50~100A，工件上施加‑20~‑50V负偏压，控制加热温度为400℃~450℃，通入氩气和氮气，通过控制氩气流量、氮气流量以及沉积时间在基体表面依次沉积Cr层、CrN层以及CrAlSiN层组成，镀膜设备中的Cr靶和AlSi靶成组设置，每组中Cr靶和AlSi靶垂直设置；具体如下：a．氩气流量保持为100sccm ~200sccm，氮气流量为0sccm，沉积1小时~2小时，得到Cr层；b．氩气流量保持为0 ~100sccm，氮气流量为200sccm ~400sccm，沉积时间为6小时~8小时，得到CrN层；c．氩气流量保持为0 ~100sccm，氮气流量为400sccm ~800sccm，沉积时间为8小时~12小时，得到CrAlSiN层；步骤三、待涂层沉积完毕后，在真空环境下冷却至220℃以下，然后在氮气保护气氛下冷却至100℃以下，最后放气至大气压，开腔出炉，即在基体表面获得复合涂层。