[發明專利]多弧離子鍍鋁+加弧輝光滲鈮+反沖離子注入制備Fe?Al?Nb合金層

有效

• 申請號: 201510475681.1
• 申請日: 2015-08-05
• 公開（公告）號: CN105177518B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 姚正軍;張澤磊;張平則;周克印;羅西希;陳煜;李中
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C23C14/48
• 分類號: C23C14/48;C23C14/32;C23C14/16
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

1.多弧離子鍍鋁+加弧輝光滲鈮+反沖離子注入制備Fe-Al-Nb合金層的方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1：首先對鋼材表面進行表面預處理，經超聲清洗后烘干；

步驟2：采用多弧離子鍍技術進行鍍Al；

步驟3：采用加弧輝光技術滲Nb；

步驟4：采用反沖離子注入技術轟擊材料表面的薄膜；

所制備的Fe-Al-Nb合金層內各合金元素沿截面方向均勻分布，形成包含Fe₂AlNb、Fe₃Al、FeAl、NbC的具有高硬度、高強度的化合物相。

2.根據權利要求1所述的制備Fe-Al-Nb合金層的方法，步驟1中所述的表面預處理為對鋼材進行研磨和拋光處理，使其表面粗糙度Ra達到0.5～2μm，超聲時間為30min。

3.根據權利要求1所述的制備Fe-Al-Nb合金層的方法，步驟2中采用多弧離子鍍技術在普通鋼材表面鍍Al，其中靶材為99.99％Al，具體選用的工藝參數是：Ar氣流量：25～35SCCM，工作氣壓：0.4～0.6Pa，靶源電流：50～60A，基體負偏壓：-25～45V，沉積溫度：100～150℃，沉積時間：20～40min，沉積速率：0.2～0.4μm/min。

4.根據權利要求1所述的制備Fe-Al-Nb合金層的方法，步驟3中采用加弧輝光技術在步驟2中所得的多弧離子鍍Al層外表面再進行滲Nb處理，其中靶材為99.99％Nb，具體選用的工藝參數是：Ar氣氣壓：25～45Pa，電弧電流：60～80A，極間距：100～140mm，偏壓：500～700V，溫度：800～900℃，工作時間60～100min。

5.根據權利要求1所述的制備Fe-Al-Nb合金層的方法，步驟4中采用反沖離子注入技術對上述制備所得的鍍Al和滲Nb層進行轟擊，具體選用的工藝參數是：離子能量：150～200keV，束流：1～5mA，注入時間20～40min。

6.采用多弧離子鍍鋁+加弧輝光滲鈮+反沖離子注入制備所得的Fe-Al-Nb合金層，其特征在于，采用權利要求1～5任一項制備Fe-Al-Nb合金層的方法制備，合金層內各合金元素沿截面方向均勻分布，形成包含Fe₂AlNb、Fe₃Al、FeAl、NbC的具有高硬度、高強度的化合物相。