[發明專利]一種冷作模具鋼表面制備AlCrCN涂層的方法

在審

• 申請號: 201811223792.3
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109252140A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 孔維程;沈輝;金亦富;劉徹;高佳旭;景陶敬;王浩錦;王永;時榮光;關棟
• 申請（專利權）人: 揚州大學;揚州福克斯減震器有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06;C23C14/58
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

1.一種冷作模具鋼表面制備AlCrCN涂層的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)基體為Cr12MoV冷作模鋼，經磨削和拋光后，表面粗糙度Ra為0.01μm，在酒精和丙酮溶液中分別超聲清洗15min，去除油污后，經干燥后待用；

(2)將試樣放入圖1中鍍膜真空室，其真空度為10^-4Pa，加熱至500℃，保溫時間為30min，首先通入氬氣，保持真空室內壓力為1.0Pa，開啟偏壓電源，電壓900V，占空比0.2，輝光放電清洗15min，偏壓降低至500V，開啟離子源離子清洗15min；

(3)停止通入氬氣，對鍍膜真空室抽真空至0.5Pa后，通入氮氣，流量為220mL/min，并通入氬氣，控制氬氣與氮氣的流量比為1:2，向真空室內輸入混合氣體，保持真空室內氣壓為1.2Pa，Al和Cr靶通電，調整偏壓為130V，電流180A，沉積50分鐘后，在基體表面首先形成厚度為0.3μm的AlCrN涂層；

(4)在真空室中通入甲烷氣體，真空室中剩余的等離子體在氬氣、氮氣和甲烷混合的反應環境中沉積2小時后，在AlCrN涂層表面形成厚度為1μm的AlCrCN涂層。

2.根據權利要求1所述的一種冷作模具鋼表面制備AlCrCN涂層的方法，其特征在于：步驟(2)中所述的鍍膜真空室系統本底真空度為2×10^-3Pa，氮氣和甲烷為反應氣體，氬氣為進料氣體，工作溫度500℃，靶電流為60A，氬氣氣壓為5Pa，在高電離作用下產生Al⁺和Cr⁺等離子體。

3.根據權利要求1所述的一種冷作模具鋼表面制備AlCrCN涂層的方法，其特征在于：步驟(4)中所述AlCrCN涂層的厚度為1μm，和AlCrN涂層一起與基體結合緊密。

4.根據權利要求1所述的一種冷作模具鋼表面制備AlCrCN涂層的方法，其特征在于：步驟(4)中所述的AlCrCN涂層是由AlN、CrN和CrC物相組成。

5.根據權利要求1所述的一種冷作模具鋼表面制備AlCrCN涂層的方法，其特征在于：步驟(4)中所述的AlCrCN涂層是由(Cr，Al)-N、Cr-C和C-C鍵組成，其中C-C鍵為非晶C相。

6.根據權利要求1所述的一種冷作模具鋼表面制備AlCrCN涂層的方法，其特征在于：步驟(4)中所述的AlCrCN涂層在結合界面處產生了擴散層，與基體形成冶金結合方式，其結合力為34.8N。