[發(fā)明專利]一種鋼質(zhì)零件及其復(fù)合表面處理方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210016199.8
• 申請日: 2012-01-19
• 公開（公告）號: CN102534532A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李凡巧;周丹華;于磊;張碧云
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江匯錦梯爾鍍層科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/14;C23C14/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

1.一種鋼質(zhì)零件，包括鋼質(zhì)基體(1)，其特征在于該鋼質(zhì)基體的表面制有一層厚度為30～300um的預(yù)處理層(2)，預(yù)處理層表面由內(nèi)而外依次包覆著厚度為5～10um的硬質(zhì)耐磨層(3)以及厚度為2.5～4um的固體潤滑減摩層(4)；

所述預(yù)處理層為離子氮化層，或者是化學(xué)鍍層，或者是電鍍層；

所述的硬質(zhì)耐磨層從預(yù)處理層表面垂直方向自內(nèi)向外依次包括Cr打底層、CrN過渡層、CrMoN合金鍍層；

所述的固體潤滑減摩層從硬質(zhì)耐磨層表面垂直方向自內(nèi)向外依次包括純Cr打底層、過渡層、碳基固體潤滑層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋼質(zhì)零件，其特征在于所述的離子氮化層包括從鋼質(zhì)基體深處至鋼質(zhì)基體表面依次包覆的厚度為25～300um的擴散層和厚度為0～10um的氮化白亮層；其中氮原子的含量為5～30％。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋼質(zhì)零件，其特征在于所述化學(xué)鍍層以及電鍍層均為鎳原子鍍層或鉻原子鍍層；鎳原子鍍層或鉻原子鍍層中摻有粒度為0.5～10um的金剛石粉或改性陶瓷粉，摻入的重量比例為0～15％。

4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種鋼質(zhì)零件，其特征在于所述的硬質(zhì)耐磨層中，Cr打底層厚度為0.2～2um，成分為鉻原子；CrN過渡層厚度為0.3～2um，氮原子與鉻原子的比例為0～3∶1；CrMoN合金鍍層厚度為3～10um，其中Cr原子的比例為20～30％，Mo原子的比例為20～30％，氮原子的比例為40～60％。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種鋼質(zhì)零件，其特征在于所述的固體潤滑減摩層中，純Cr打底層厚度為0.2～2um，成分為Cr；過渡層厚度為0.5～1.5um，碳原子與Cr原子的原子比為0～80∶1；碳基固體潤滑層厚度為0.8～5um，Cr原子與碳原子的原子比為1∶82～85。

6.一種鋼質(zhì)零件的表面復(fù)合處理方法，依次包括以下步驟：

1)表面清潔?

鋼質(zhì)零件表面采用清洗溶劑進行超聲波清洗；

2)制作預(yù)處理層

將清洗后的鋼質(zhì)零件置于離子氮化爐中進行氮化擴散處理，或者進行化學(xué)鍍處理，或者進行電鍍，使鑄鐵件表面形成一預(yù)處理層；

3)制作硬質(zhì)耐磨層

將制有預(yù)處理層的鋼質(zhì)零件放入非平衡磁控濺射離子鍍設(shè)備的真空室中，先在真空狀態(tài)下通入氬氣進行清洗，此后開啟Cr靶制作打底層，接著通入氮氣制作CrN過渡層，最后開啟Mo靶制作CrMoN合金鍍層；

4)制作固體潤滑減摩層

將制有硬質(zhì)耐磨層的鋼質(zhì)零件放入另一非平衡磁控濺射離子鍍設(shè)備的真空室中，在真空狀態(tài)下通入氬氣，用等離子體轟擊清洗基體表面；然后開啟Cr靶制作純Cr打底層；Cr靶功率減小，石墨靶的功率逐漸升高沉積過渡層，然后保持參數(shù)不變制備碳基固體潤滑層。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋼質(zhì)零件的表面復(fù)合處理方法，其特征在于所述氮化處理時，氮氣和氫氣的混合比例為1∶3～1∶6，腔體氣壓為200～600Pa，氮化的溫度控制在500～520℃，保溫時間8～10h。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種鋼質(zhì)零件的表面復(fù)合處理方法，其特征在于所述步驟3)和步驟4)中，鋼質(zhì)零件放在可轉(zhuǎn)動的試樣架上。?