[發(fā)明專利]一種閥門密封件表面的復(fù)合涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310477578.1
• 申請日: 2013-10-12
• 公開（公告）號: CN103522627A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王永欣;單磊;李金龍;陳建敏
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: B32B15/00
• 分類號: B32B15/00;B32B9/04;C23C14/32;C23C14/06;C23C8/36
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 單英

1.一種閥門密封件表面的復(fù)合涂層，該涂層以閥門密封件為基體，其特征是：所述的復(fù)合涂層由基體表面自下而上依次層疊排列的Cr層、由Cr與Cr₂N混合形成的Cr/Cr₂N層、Cr₂N層、由Cr₂N與CrN混合形成的Cr₂N/CrN層，以及CrN層組成。

2.如權(quán)利要求1所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層，其特征是：所述的復(fù)合涂層的厚度為30μm～50μm。

3.如權(quán)利要求2所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層，其特征是：所述的Cr層的厚度為1um～2um；所述的Cr/Cr₂N層的厚度為8um～12um；所述的Cr₂N層的厚度為8um～12um；所述的Cr₂N/CrN層的厚度為8um～12um；所述的Cr₂N層的厚度為8um～12um。

4.如權(quán)利要求1所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層，其特征是：所述的基體是表面經(jīng)過離子滲氮處理的基體。

5.如權(quán)利要求1所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層的制備方法，其特征是：采用多弧離子鍍技術(shù)，具體包括如下步驟：

步驟1、對基體表面進行清洗、除油、表面活化處理；

步驟2、將步驟1處理后的基體置于鍍膜設(shè)備真空腔體中，選用Cr靶，Cr靶電流為50～100A，工件上施加-20～-50V負偏壓，控制加熱溫度為400℃～450℃，通入氬氣和氮氣，通過控制氬氣流量、氮氣流量以及沉積時間在基體表面依次沉積Cr層、由Cr與Cr₂N混合形成的Cr/Cr₂N層、Cr₂N層、由Cr₂N與CrN混合形成的Cr₂N/CrN層，以及CrN層組成，具體如下：

（1）氬氣流量保持為100sccm～200sccm，氮氣流量為0sccm，沉積1小時～2小時，得到Cr層；

（2）氬氣流量保持為100sccm～200sccm，氮氣流量為20sccm～30sccm，沉積時間為8小時～12小時，得到由Cr與Cr₂N混合形成的Cr/Cr₂N層；

（3）氬氣流量保持為100sccm～200sccm，氮氣流量為45sccm～50sccm，沉積時間為8小時～12小時，得到Cr₂N層；

（4）氬氣流量保持為100sccm～200sccm，氮氣流量為75sccm～125sccm，沉積時間為8小時～12小時，得到由Cr₂N與CrN混合形成的Cr₂N/CrN層；

（5）氬氣流量保持為0～100sccm，氮氣流量為200sccm～400sccm，沉積時間為8小時～12小時，得到CrN層；

步驟3、待涂層沉積完畢后，在真空環(huán)境下冷卻至220℃以下，然后在氮氣保護氣氛下冷卻至100℃以下，最后放氣至大氣壓，開腔出爐，即在基體表面獲得復(fù)合涂層。

6.如權(quán)利要求1所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層的制備方法，其特征是：所述的步驟1中，表面活化處理為：將基體置于鍍膜設(shè)備真空腔體，抽真空后將基體預(yù)熱至400℃～450℃，利用氬等離子體對施加負偏壓的基體表面轟擊活化。

7.如權(quán)利要求5或6所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層的制備方法，其特征是：在所述的步驟1后進行基體表面離子滲氮處理，然后進行步驟2。

8.如權(quán)利要求7所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層的制備方法，其特征是：所述的滲氮處理具體為：將步驟1處理后的基體置于鍍膜設(shè)備真空腔體中，通入氮氣流量為1000～1200sccm，工作氣壓控制在8～10Pa，基體施加-800～-1000V負偏壓，溫度控制在450～500℃，滲氮處理時間為2～4小時。

9.如權(quán)利要求5或6所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層的制備方法，其特征是：所述的真空裝置中設(shè)置兩組Cr靶，每組為上中下垂直安置的三個Cr靶。

10.如權(quán)利要求5或6所述的閥門密封件表面的復(fù)合涂層的制備方法，其特征是：所述的氮氣選用高純度99.95%氮氣。