[發明專利]一種基體表面的超厚CrSiBN復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201210253393.8
• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102825855A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 王立平;蒲吉斌;張廣安;王永欣;薛群基
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B15/00;C23C14/32;C23C14/35;C23C14/06;C23C14/14
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

1.一種基體表面的超厚CrSiBN復合涂層，其特征是：該超厚CrSiBN復合涂層是由自基體表面起依次鍍覆的Cr過渡層、CrN支撐層以及CrSiBN抗磨潤滑層組成，其中，CrSiBN抗磨潤滑層中Si含量為0.5~30%，B含量為0.5~20%。

2.如權利要求1所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層，其特征是：所述的超厚CrSiBN抗磨潤滑層的厚度高達20~40μm。

3.如權利要求1所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層，其特征是：所述的Cr過渡層的厚度為0.1~2μm。

4.如權利要求1所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層，其特征是：所述的CrN支撐層的厚度為0.5μ~5μm。

5.如權利要求1所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層，其特征是：所述的CrSiBN抗磨潤滑層中Si含量為0.5~30%。

6.如權利要求1所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層，其特征是：所述的CrSiBN抗磨潤滑層中B含量為0.5~20%。

7.如權利要求1所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層，其特征是：所述的基體包括發動機活塞環、盤片拋光機齒輪。

8.如權利要求1至7中任一權利要求所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層的制備方法，其特征是：采用磁過濾多弧離子鍍和磁控濺射一體化裝備，該裝備中工件架、多組磁過濾多弧離子源與磁控濺射源位于真空室中，并且磁過濾多弧離子源與磁控濺射源在以工件架為中心軸的真空腔體壁上呈環形結構交替排布；磁過濾多弧離子鍍用靶材為Cr靶，磁控濺射靶材為CrB₂靶；具體包括如下步驟：

步驟1、將除油、除銹后的基體放入磁過濾多弧離子鍍和磁控濺射一體化裝備的工件架上，本底抽真空，將基體預熱至300~450℃，利用氬氣等離子體對基體表面進行轟擊活化；

步驟2、基體表面施加負偏壓，利用磁過濾多弧離子鍍技術在基體表面沉積Cr過渡層；

步驟3、在真空室中通入氮氣，利用磁過濾多弧離子鍍技術在Cr過渡層表面沉積CrN支撐層；

步驟4、在真空室中通入氬氣、氮氣、硅烷氣體，利用磁過濾多弧離子鍍與磁控濺射復合技術在CrN支撐層表面沉積CrSiBN抗磨潤滑層。

9.如權利要求8所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層的制備方法，其特征是：所述的磁過濾多弧離子源與磁控濺射源的組數為2~5組。

10.如權利要求8所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層的制備方法，其特征是：所述的步驟2中，工作氣壓為0.1~1Pa，離子鍍電流為100~150A，基體負偏壓為-200~-800V，沉積時間為2~10分鐘。

11.如權利要求8所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層的制備方法，其特征是：所述的步驟3中，工作氣壓為0.1~1Pa，氮氣分壓占50%~70%，離子鍍電流為100~150A，基體負偏壓為-100~-300V，沉積時間為20~60分鐘。

12.如權利要求8所述的基體表面的超厚CrSiBN復合涂層的制備方法，其特征是：所述的步驟4中，工作氣壓為0.1~1Pa，氮氣分壓占20%~50%，硅烷分壓占5%~20%，離子鍍Cr靶電流為100~150A，直流磁控濺射CrB₂靶的功率為1000~1500W，部件上施加-100~-300V負偏壓，沉積時間為5~10小時。