[發(fā)明專利]一種耐磨阻擴(kuò)散的鋁鉻鈦氮與氧化鋁多層復(fù)合涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910973794.2
• 申請(qǐng)日: 2019-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110791733B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮮廣;趙海波;鮮麗君;熊計(jì)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/32
• 分類號(hào): C23C14/32;C23C14/02;C23C14/06;C23C14/08
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種耐磨阻擴(kuò)散的鋁鉻鈦氮與氧化鋁多層復(fù)合涂層，其特征在于，涂層是由高熵合金粘結(jié)層、氧化物模板層、氧化物阻擴(kuò)散層、氮化物耐磨層四個(gè)子層構(gòu)成的整體，這四個(gè)子層的順序是由內(nèi)至外，涂層總厚度為1～3μm；所述高熵合金粘結(jié)層為Cr_aAl_bTi_cZr_dY_e，a+b+c+d+e=1，a、b、c、d、e的取值范圍為0.15～0.4，厚度為50～200nm；所述氧化物模板層為α-Cr₂O₃，厚度為150～300nm；所述氧化物阻擴(kuò)散層為α-Al₂O₃，厚度為500～2000nm；所述氮化物耐磨層為AlCrTiN，厚度為300～500nm。

2.一種權(quán)利要求1所述的耐磨阻擴(kuò)散的鋁鉻鈦氮與氧化鋁多層復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、將清潔的基底材料裝入涂層設(shè)備真空室中，抽真空并加熱，所述抽真空并加熱是先將背底真空抽至0.03Pa及以下時(shí)，打開(kāi)爐壁的輔助加熱裝置對(duì)基底進(jìn)行加熱，同時(shí)打開(kāi)機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)電源使基底在真空室內(nèi)進(jìn)行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，至基底溫度達(dá)到380℃；

B、對(duì)基底表面進(jìn)行離子刻蝕，所述離子刻蝕是向真空室中通入氬氣，調(diào)節(jié)氬氣流量保證壓強(qiáng)為0.1～0.25Pa，然后對(duì)基底施加－100～－200V的直流偏壓和－200～－400V的脈沖偏壓，利用離化的Ar⁺對(duì)基底表面進(jìn)行刻蝕，刻蝕30～90min；

C、利用電弧蒸鍍工藝制備高熵合金粘結(jié)層，所述電弧蒸鍍工藝制備高熵合金粘結(jié)的工作壓強(qiáng)為0.1～0.2Pa，蒸鍍坩堝上通過(guò)的電弧電流為180～220A，蒸鍍坩堝內(nèi)放置的材料為Cr_aAl_bTi_cZr_dY_e高熵合金， a+b+c+d+e=1，a、b、c、d、e的取值范圍為0.15～0.4，蒸鍍時(shí)間為5～10min；

D、利用陰極電弧鍍膜工藝制備氧化物模板層，所述陰極電弧鍍膜工藝制備氧化物模板層的工作氣體為Ar+O₂，工作壓強(qiáng)為1.5～3.5Pa，工作靶材為Cr電弧靶，靶電流為50～100A，基底施加的偏壓為－30～－80V，沉積時(shí)間10～20min；

E、利用陰極電弧鍍膜工藝制備氧化物阻擴(kuò)散層，所述陰極電弧鍍膜工藝制備氧化物阻擴(kuò)散層的工作氣體為Ar+O₂，工作壓強(qiáng)為1.0～3.0Pa，工作靶材為Al電弧靶，靶電流為80～120A，基底施加的偏壓為－30～－80V，沉積時(shí)間40～150min；

F、利用陰極電弧鍍膜工藝制備氮化物耐磨層，所述陰極電弧鍍膜工藝制備氮化物耐磨層的工作氣體為N₂，工作壓強(qiáng)為1.5～3.5Pa，工作靶材為AlCrTi合金電弧靶，靶電流為80～120A，基底施加的偏壓為－30～－80V，沉積時(shí)間20～35min。