[發(fā)明專利]一種身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310113328.3
• 申請(qǐng)日: 2023-02-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116288158A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 牛云松;朱圣龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院金屬研究所
• 主分類(lèi)號(hào): C23C14/16
• 分類(lèi)號(hào): C23C14/16;C23C14/02;C23C14/32;C23C14/35;C23C14/04
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

1.一種身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：該方法是在身管內(nèi)膛表面依次沉積Cr打底層和Ta表面層，并在基體與Cr打底層之間(Fe/Cr)、Cr打底層與Ta表面層之間(Cr/Ta)的界面均形成冶金結(jié)合。

2.按照權(quán)利要求1所述的身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

(1)采用離子鍍工藝，靶材為純鉻柱靶，在基體上沉積Cr打底層；其中弧電流為80～150A，基體負(fù)偏壓為-600～-1000V，占空比為50～60％，充入高純Ar氣至真空度為0.2～3Pa，沉積時(shí)間為10～30min；

(2)采用離子鍍工藝，靶材為純鉻柱靶，調(diào)整工藝參數(shù)后繼續(xù)沉積Cr打底層；其中電流為80～150A，基體負(fù)偏壓為-80～-200V，占空比為20～80％，充入高純Ar氣至真空度為0.1～0.5Pa，沉積時(shí)間為30～120min；

(3)采用高功率脈沖磁控濺射工藝，靶材為純鉭柱靶，在步驟(2)獲得的Cr打底層上沉積Ta表面層；其中靶材放電電壓為400～800V，脈沖寬度為30～100μs，峰值電流為200～800A，峰值電壓為600～1000V，基體負(fù)偏壓為-800～-1000V，占空比為50～60％，充入高純Ar氣至真空度為0.2～3Pa，沉積時(shí)間為10～120min；

(4)采用高功率脈沖磁控濺射工藝，靶材為純鉭柱靶，調(diào)整工藝參數(shù)后繼續(xù)沉積Ta表面層；其中靶材放電電壓為400～800V，脈沖寬度為30～100μs，峰值電流為200～800A，峰值電壓為600～1000V，基體負(fù)偏壓為-20～-200V，占空比為20～80％，充入高純Ar氣至真空度為0.2～0.5Pa，沉積時(shí)間為60～480min。

3.按照權(quán)利要求1所述的身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：該方法在身管內(nèi)膛表面獲得Cr/Ta雙層涂層，所獲的沉積態(tài)涂層無(wú)需后續(xù)熱處理，不影響自緊身管力學(xué)性能。

4.按照權(quán)利要求1所述的身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：在沉積過(guò)程中，身管整體溫度保持在200～300℃之間。

5.按照權(quán)利要求1所述的身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：身管內(nèi)膛直徑與靶材直徑之差在50～80mm之間。

6.按照權(quán)利要求1所述的身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：所述身管內(nèi)膛材質(zhì)為合金鋼。

7.按照權(quán)利要求1所述的身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：該Ta涂層為體心立方α相。

8.按照權(quán)利要求1所述的身管內(nèi)膛雙冶金結(jié)合的Cr/Ta雙層涂層制備方法，其特征在于：該Cr/Ta雙層涂層中，基體與Cr打底層之間的界面(Fe/Cr界面)具有約2微米以上的互擴(kuò)散區(qū)，Cr打底層與Ta表面層之間的界面(Cr/Ta界面)形成了0.4微米以上的互擴(kuò)散區(qū)。