[發明專利]攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層及制備方法

有效

• 申請號: 202110252624.2
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112626468B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 李建軍;范鵬;朱恩光
• 申請（專利權）人: 愛柯迪股份有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;B23K35/40;C23C14/06
• 代理公司: 浙江素豪律師事務所 33248
• 代理人: 邱積權

1.攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層，其特征在于包括依次附著在攪拌摩擦焊頭以外的結合層、過渡層、支撐層和自潤滑層，所述的結合層為電弧離子鍍方法高能轟擊制備的AlCrSiN納米晶-非晶層，所述的AlCrSiN納米晶-非晶層包括AlCrN納米晶和SiNx非晶層，所述的過渡層為AlCrSiCN過渡金屬氮碳化物納米晶-非晶陶瓷層，所述的支撐層為AlCrSiCN/CrCN納米多層，所述的自潤滑層為AlCrSiCx/CrCx納米多層，所述的AlCrSiCx/CrCx納米多層包括AlCrSiCx單層和CrCx單層，SiNx非晶層、AlCrSiCx單層和CrCx單層中的x大于等于1且小于等于3。

2.根據權利要求1所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層，其特征在于所述的結合層的AlCrN納米晶的直徑為3-20納米，所述的結合層的SiNx非晶層的厚度為1-10納米，所述的結合層的涂層厚度為50-1000納米。

3.根據權利要求1所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層，其特征在于所述的過渡層的AlCrCN納米晶的直徑為5-25納米，所述的過渡層的SiCN非晶層的厚度為1-5納米，所述的過渡層的涂層厚度為500-1500納米。

4.根據權利要求1所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層，其特征在于所述的支撐層由AlCrSiCN單層和CrCN單層交替形成，所述的AlCrSiCN單層厚為3-15納米，所述的CrCN單層厚度為5-20納米，所述的支撐層的調制周期為8-35納米，所述的支撐層的涂層厚度為200-2000納米。

5.根據權利要求2所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層，其特征在于所述的自潤滑層由AlCrSiCx單層和CrCx單層交替形成，所述的AlCrSiCx單層厚為2-20納米，所述的CrCx單層厚度為5-25納米，所述的自潤滑層的調制周期為7-45納米，所述的自潤滑層的涂層厚度為200-2000納米。

6.根據權利要求5所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層，其特征在于總涂層厚度為950-6500納米。

7.攪拌摩擦焊頭，其特征在于包括攪拌摩擦焊頭基體及權利要求1-6任一所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層，所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層附著在所述的攪拌摩擦焊頭基體的外表面上。

8.攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

S1：在100-300℃，在氬氣和氫氣環境中，對攪拌摩擦焊頭進行等離子刻蝕；

S2：在2-5Pa，50-200V條件下沉積AlCrSiN納米晶-非晶層；

S3：在1-6Pa，50-200V條件下沉積AlCrSiCN過渡金屬氮碳化物納米晶-非晶陶瓷層；

S4：在0.4-1Pa，100-250V條件下沉積AlCrSiCN/CrCN納米多層；

S5：在1.5-4Pa，150-250V條件下沉積AlCrSiCx/CrCx納米多層；

S6： 制備結束后自然冷卻，得到攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層。

9.根據權利要求8所述的攪拌摩擦焊頭用超硬自潤滑納米復合涂層的制備方法，其特征在于采用電弧離子鍍設備制備，所述的電弧離子鍍設備包括由爐壁圍成的真空室，所述的真空室內設有工件架，所述的攪拌摩擦焊頭安裝在所述的工件架上，所述的真空室的一側設有刻蝕靶，所述的刻蝕靶內側設有一擋板，以防止刻蝕靶上的材料蒸發到攪拌摩擦焊頭上。