[發明專利]一種TiN-CrMoN耐摩擦復合涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201811327065.1
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN111155058A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 廣州市思創信息技術有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為一種TiN?CrMoN耐摩擦復合涂層的制備方法，該方法包括：選用M2高速鋼作為基片，先對基本進行預處理；采用多弧離子鍍設備制備TiN涂層，靶材采用純Ti靶，先沉積Ti過渡層，再沉積TiN沉積層；采用多弧離子鍍設備制備CrMoN涂層，靶材采用Cr靶和Mo，調節靶電流，使得Ar靶電流大于Mo靶電流，沉積時間為60min，再次調節靶電流，使得Ar靶電流小于Mo靶電流，沉積時間為70min。本發明所制備的TiN?CrMoN耐摩擦復合涂層的摩擦性能得到改善，降低其摩擦因數和磨損率，涂層質量得到改善，具有較高的硬度和低的彈性模量。

技術領域

本發明涉及耐磨材料技術領域，具體涉及一種TiN-CrMoN耐摩擦復合涂層的制備方法。

背景技術

氮化鈦涂層由于其優異的耐磨性能和對人體高的安全性，已經被成功應用于耐磨工件和醫療器械的表面防護。近年來，TiN涂層逐漸被期望應用于包括食品機械在內的涉及摩擦磨損的更多新領域。因此，為了滿足更多應用領域的要求，必須進一步改善TiN涂層的摩擦學性能。由于其改性層與基體之間無界面、可以大幅提高基體硬度和疲勞強度等優點，離子注入在整體材料表面改性方面一直被廣泛應用。

通過在機械零部件表面涂覆一層納米級或微米級厚度的防護涂層，便能很好的保護零部件，并且通過調制涂層的成分和結構可以制備不能功能的涂層。當前，人們為了提高切削刀具、 機械零部件等的耐磨性和使用壽命，普遍采用過渡族金屬的碳化物或氮化物等硬質涂層。但是，眾所周知的問題是傳統的硬質涂層摩擦系數相對較高，較高的摩擦系數則會導致能耗增加和接觸區域溫度過高。

將N離子注入后在TiN涂層表面形成了非晶軟層，從而改善其摩擦學性能，但注入劑量提高不利于涂層摩擦因數的降低在TiN涂層表面進行了不同劑量的C離子注入，TiN涂層的硬度可以得到顯著提高，注入劑量的提高將提高C離子的注入深度和含量，改善其摩擦學性能，但注入劑量較低時會導致TiN涂層摩擦因數的增大。

發明內容

為解決上述問題，本發明旨在提供一種TiN-CrMoN耐摩擦復合涂層的制備方法。本發明所制備的TiN-CrMoN耐摩擦復合涂層的摩擦性能得到改善，降低其摩擦因數和磨損率，涂層質量得到改善，具有較高的硬度和低的彈性模量。

本發明的具體技術方案為：一種TiN-CrMoN耐摩擦復合涂層的制備方法，該制備方法包括：

步驟一，選用M2高速鋼作為基片，先對基本進行預處理；

步驟二，采用多弧離子鍍設備制備TiN涂層，靶材采用純Ti靶，先沉積Ti過渡層，再沉積TiN沉積層；

步驟三，采用多弧離子鍍設備制備CrMoN涂層，靶材采用Cr靶和Mo，調節靶電流，使得Ar靶電流大于Mo靶電流，沉積時間為60min， 再次調節靶電流，使得Ar靶電流小于Mo靶電流，沉積時間為70min。

進一步地，所述預處理包括將基片在打磨機上打磨后，然后采用金剛石研磨膏進行拋光處理，再依次經丙酮和無水乙醇各超聲清洗15min。

進一步地，其特征在于：在所述步驟二中，在沉積Ti過渡層時，偏壓為200V，高純Ar氣100ML/min，沉積時間為10min。

進一步地，在所述步驟二中，在沉積TiN涂層時，包括Ar流量為80ML/min，N₂流量為120ML/min，沉積TiN涂層30min；再調節調節N₂和Ar氣的流量，使得Ar流量為40ML/min，N₂流量為160ML/min，沉積TiN30min。

進一步地，在所述步驟二中，基體偏壓為-120V，溫度為450℃，工作氣壓為2.5Pa。