[發明專利]一種抗氧化高熵氮化物涂層及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310559774.7
• 申請日: 2023-05-17
• 公開（公告）號: CN116641022A
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 孫德恩;李洋
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C23C14/16
• 分類號: C23C14/16;C23C14/06;C23C14/35;C23C14/02
• 代理公司: 重慶中之信知識產權代理事務所(普通合伙) 50213
• 代理人: 熊光紅

1.一種抗氧化高熵氮化物涂層，其特征在于，包括：

于硬質合金表面依次設置的AlCr過渡層和(TiZrAlCrSi)N高熵氮化物工作層；

其中所述(TiZrAlCrSi)N高熵氮化物工作層中的各元素原子百分含量為Al?10～13at.％、Cr?12～16at.％、Ti?7～12at.％、Zr?9～14at.％、Si?5～7％at.％、N?39～60at.％。

2.根據權利要求1所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層，其特征在于，所述AlCr過渡層厚度為0.09～0.1μm，所述(TiZrAlCrSi)N高熵氮化物工作層厚度為1～1.1μm。

3.根據權利要求1或2所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對硬質合金進行拋光以及超聲清洗，去除硬質合金上的銹跡、油污；

(2)將預處理的硬質合金放入磁控濺射鍍膜設備的真空腔室內，控制其內部真空度，并向真空腔室內通入氬氣，隨后開啟射頻電源對硬質合金進行輝光清洗10～15min，以去除表面氧化層；

(3)將經輝光清洗后的硬質合金進行磁控濺射鍍膜，形成AlCr過渡層；

(4)向真空腔室內通入氮氣，將經磁控濺射的樣品繼續進行磁控濺射鍍膜，形成(TiZrAlCrSi)N高熵氮化物工作層。

4.根據權利要求3所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中拋光使用的是400#、600#、800#、1000#的砂紙依次對硬質合金表面進行打磨。

5.根據權利要求3所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中超聲清洗使用的是乙醇和丙酮清洗液。

6.根據權利要求3所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中當真空腔室的真空度低于5×10^-5Torr后，再次繼續抽真空至5×10^-6Torr，并且設置射頻電源的功率為150W。

7.根據權利要求3所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層的制備方法，其特征在于，步驟(3)中在沉積形成AlCr過渡層過程中，設置射頻電源的功率為50W，AlCr金屬靶的濺射功率為250W。

8.根據權利要求3所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層的制備方法，其特征在于，步驟(4)中氮氣通量為5～20sccm，并且設置AlCr金屬靶的濺射功率為250W，TiZr金屬靶的濺射功率為300W，Si靶的濺射功率為100W。

9.根據權利要求8所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層的制備方法，其特征在于，AlCr金屬靶、TiZr金屬靶以及Si靶均為直流電源。

10.權利要求1或2所述的一種抗氧化高熵氮化物涂層在硬質合金表面防護中的應用。