[发明专利]不锈钢薄板表面TiN-Ti复合覆层的制备方法

摘要

本发明涉及一种不锈钢薄板表面TiN‑Ti复合覆层的制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：（1）不锈钢薄板的清洗；（2）制备Ti覆层；（3）制备TiN‑Ti复合覆层；采用磁控溅射技术，覆层与不锈钢薄板之间的结合强度高，且覆层机械强度高，采用离子扩散制得TiN‑Ti复合覆层，使得TiN与Ti之间的界面扩散层连续，从而获得富TiN表层保持了TiN高硬、耐磨等优良性能；而在次表层形成的钛扩散过渡层增强了基体对硬质TiN表层的综合承载能力，使不锈钢薄板的耐磨性得到了明显的提高。

主权项

1.一种不锈钢薄板表面TiN‑Ti复合覆层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)不锈钢薄板的清洗：为了去除油渍，先用浓度为3.5～4.5％碳酸钠碱液清洗不锈钢薄板10～15min，清洗时温度为65～75℃；然后为了去除氧化皮在浓度为3.5～4.5％稀硫酸中清洗10～15min；再将不锈钢薄板先后放入丙酮溶液、乙醇溶液和去离子水中超声25～35min，以提高基板表面活性，吹干待用；(2)制备Ti覆层：将步骤(1)中清洗后的不锈钢薄板置于磁控溅射设备的基片台上作为阳极，将金属钛靶放入磁控溅射设备的靶材座上作为阴极，且调节靶材座与基片座的距离，使两者之间的距离保持在20mm；启动机械泵，打开旁抽阀Ⅱ，对真空腔室抽真空；当真空度达到1～8Pa时，关闭旁抽阀Ⅱ，打开旁抽阀Ⅰ，并启动分子泵，打开闸板阀，采用分子泵对真空腔室进一步抽真空；当分子泵加速后稳定运行直至真空度达到1～5×10‑3Pa；打开氩气阀，通入氩气，对基板进行离子束清洗，清洗时间为3～5min；待磁控溅射设备的真空度达到4～8Pa时，调节磁控溅射沉积条件：预热不锈钢薄板至300～500℃；放电电压300V～400V、电流10～20A、沉积速率为1.0～2.0μm/min；沉积时间20～60min，制得Ti覆层的不锈钢薄板；依次关闭电流、放电电压和氩气阀，解除真空，关闭分子泵，开启进气阀，通入空气，并待不锈钢薄板冷却至室温后，取出Ti覆层的不锈钢薄板；(3)制备TiN‑Ti复合覆层：将步骤(2)制得Ti覆层的不锈钢薄板放入离子氮化炉中，选择NH3为渗氮气体，气压为450～500Pa，渗氮温度为800～900℃，阴电极电压为600～700V，渗氮8～12h后，再维持正常辉光放电冷却1h，断开电源，关闭气体，随炉冷却至室温，即得TiN‑Ti复合覆层的不锈钢薄板；在所述步骤(3)中不锈钢薄板表面沉积的Ti覆层的厚度为20～80μm。