[发明专利]一种具备CrAlSiN复合涂层的钨合金的制备方法

摘要

本发明公开了一种具备CrAlSiN复合涂层的钨合金的制备方法，该方法制备的钼合金板材，采用多层梯度的涂层结构，将涂层成分由Cr经CrN逐渐向CrAlSiN过渡，不仅减小了涂层晶粒尺寸和晶格中的残余应力，提高了薄膜的沉积厚度，可达到显著改善和控制材料的组织结构的目的，使得制备的钨合金材料强度和硬度能达到完美的匹配，综合性能优良。

主权项

一种具备CrAlSiN复合涂层的钨合金的制备方法，该钨合金基体由如下重量组分组成：费氏粒度为1‑1.5um的WC粉90‑95份，费氏粒度为0.5‑0.8um的Co粉8‑12份， B粉1‑2份、石墨粉0.5‑1份；该方法包括如下步骤：（1）制备钨合金基体按上述材料配方选取各材料组份；选用1Kg搅拌球磨机，先加入B粉、C粉和Co粉，按500ml/kg的比例加入戊醇作为研磨介质，按球料比例5：1加入研磨球，进行搅拌研磨，研磨球直径D7，球磨机搅拌速度480rpm，填充系数为0.85，研磨1小时；然后再加入碳化钨研磨5‑7小时，形成料浆，形成料浆；过滤、干燥，过滤的目数为40‑50目，干燥温度为70‑85℃，制成硬质合金混合料粒；将硬质合金混合料粒通过模压或挤压或注塑成型，制成硬质合金毛坯；将硬质合金毛坯进入烧结炉进行烧结成型，烧结成型时的烧结温度为1400‑1425℃、Ar压力为8‑10Mpa、烧结时间为30‑100min，得到钨合金基体；（2）基体预处理所述基体预处理，可依次进行研磨抛光、超声清洗和离子源清洗；（3）溅射沉积将预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，具体如下：（31）氩气流量保持为150sccm‑200sccm，氮气流量为0sccm，沉积1.5‑2.5h，得到Cr层；（32）氩气流量保持为20‑80sccm，氮气流量为100sccm‑300sccm，沉积时间为3‑5h，得到CrN层；（33）氩气流量保持为50‑100sccm，氮气流量为450sccm‑700sccm，沉积时间为10‑15h，得到CrAlSiN层；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。