[發明專利]一種具有TiN或TiAlN薄膜的膨脹錐及加工方法

無效

• 申請號: 201310741201.2
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103758477A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉合;商宏飛;魏松波;邵天敏;李濤;石白茹;裴曉含;鄭立臣;李益良;孫強;高揚
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司;清華大學
• 主分類號: E21B29/10
• 分類號: E21B29/10;C23C14/06;C23C14/32
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾

1.一種具有TiN或TiAlN薄膜的膨脹錐，其特征在于，所述膨脹錐（1）的工作面外表面至少在膨脹錐變徑段（2）的區域設置TiN或TiAlN薄膜（3），所述薄膜（3）環繞膨脹錐設置一周；所述薄膜（3）厚度為0.5μm-5μm；優選所述薄膜（3）納米硬度在20GPa-30GPa。

2.根據權利要求1所述的膨脹錐，其特征在于，在所述TiN或TiAlN薄膜（3）和膨脹錐（1）工作面外表面之間還設置過渡層（6），TiN薄膜（3）采用Ti過渡層，TiAlN薄膜（3）采用TiAl過渡層；優選所述TiN或TiAlN薄膜（3）和過渡層（6）形狀匹配且重疊設置；還優選所述過渡層（6）厚度為0.1～0.5μm；更優選為0.2μm。

3.根據權利要求1或2所述的膨脹錐，其特征在于，所述TiN或TiAlN薄膜（3），以及所述過渡層（6）是通過多弧離子鍍膜設置在所述膨脹錐（1）工作面外表面。

4.根據權利要求3所述的膨脹錐，其特征在于，所述的多弧離子鍍膜包括預處理、沉積及后處理。

5.根據權利要求4所述的膨脹錐，其特征在于，所述薄膜的沉積的條件為：沉積時通入氬氣和氮氣的混合氣使真空度為3.0×10^-1Pa～2Pa，弧電流為50A～80A，偏壓為-50V～-400V。

6.根據權利要求3所述的膨脹錐，其特征在于，在多弧離子鍍膜前還包括對膨脹錐進行離子清洗步驟。

7.根據權利要求6所述的膨脹錐，其特征在于，所述離子清洗步驟包括：將膨脹錐非鍍膜區域遮擋，在真空條件下通過加負偏壓的方式對轟擊膨脹錐鍍膜區域進行轟擊清洗；其中優選用鋁箔遮擋膨脹錐非鍍膜區域；其中還優選所述載能離子為載能氬離子。

8.根據權利要求6所述的膨脹錐，其特征在于，在離子清洗步驟前還包括預處理步驟：先后用丙酮和乙醇清洗膨脹錐，清洗后將膨脹錐干燥處理。

9.根據權利要求4所述的膨脹錐，其特征在于，所述的過渡層的沉積的條件為：沉積時通入氬氣使真空度為3.0×10^-2Pa～3.0×10^-1Pa，弧電流為50A～80A，偏壓為-50V～-400V。

10.權利要求3～9任意一項所述具有TiN或TiAlN薄膜的膨脹錐的加工方法，其特征在于，所述方法包括通過多弧離子鍍膜將所述TiN或TiAlN薄膜（3），以及所述過渡層（6）設置在所述膨脹錐（1）工作面外表面。