專利名稱：基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備低溫多元復(fù)合涂層的方法，特別是涉及一種基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法。屬于新材料及表面工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低溫涂層是指應(yīng)用離子鍍低溫沉積技術(shù)，在較低溫度的條件下在產(chǎn)品的表面鍍上一層耐磨涂層，這在金屬熱處理及表面技術(shù)應(yīng)用上具有重要意義。制備低溫涂層的技術(shù)要點，在于提高膜/基結(jié)合力與減少大顆粒(液滴)改善耐磨性。實施涂鍍工藝時，采用較低的脈沖偏壓，以降低基體溫度。但應(yīng)用現(xiàn)有的離子鍍技術(shù)，其產(chǎn)品一般很難達(dá)到預(yù)期使用性能，即產(chǎn)品涂層結(jié)合力低壽命短，不能滿足服役要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的產(chǎn)品低溫涂層結(jié)合力低、使用壽命短的問題，提供一種基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法。
本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達(dá)到
基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法，其特征在于
I)在制備稀土改性多元復(fù)合涂層過程中，通過一套等離子體增強(qiáng)涂層裝置，使稀土改性多元復(fù)合涂層的 制備過程(離子鍍)在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行，以在涂鍍工藝， 利用離子對工件進(jìn)行全方位轟擊，使工件浸沒在等離子體中，同時使系統(tǒng)的中性原子減少， 離化率提高，使鍍膜工件的刻蝕與沉積過程得到強(qiáng)化，并可在涂層前對產(chǎn)品表面進(jìn)行離子滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理，從而提高涂層的結(jié)合力與摩擦磨損性能；利用稀土對硬質(zhì)涂層有良好的改性作用，明顯改善涂層的結(jié)合力、耐磨性和抗氧化性，減少膜層的大顆粒與孔隙率；
2)制備稀土改性多元復(fù)合涂層是在溫度條件為200°C _400°C情況下實施低溫沉積，形成低溫條件下制備硬度高、結(jié)合力好、使用壽命長的基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層。
本發(fā)明的目的還可能采取如下技術(shù)方案達(dá)到
進(jìn)一步地，所述等離子體增強(qiáng)涂層裝置，包括真空室和真空獲得裝置，在真空室的中央設(shè)有旋轉(zhuǎn)工件臺，在真空室的內(nèi)腔壁設(shè)有三個陰極電弧靶；陰極電弧靶帶阻擋屏，在陰極電弧靶的正對面設(shè)有輔助陽極裝置；由旋轉(zhuǎn)工件臺、三個陰極電弧靶、輔助陽極和真空室構(gòu)成旋轉(zhuǎn)式電弧離子鍍等離子體增強(qiáng)涂層系統(tǒng)。
進(jìn)一步地，所述制備稀土改性多元復(fù)合涂層過程，是指稀土離子滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理-稀土離子鍍多元復(fù)合涂層的制備過程，包括如下步驟
I)制備稀土添加劑，所述稀土添加劑由稀土鹵化物(如富Ce，Y，La等的氯化物或混合稀土氯化物)溶入醇液(如甲醇或其他有機(jī)溶劑)中制備而成，稀土鹵化物的配入量為每升醇液中配入10 30g ;或者先制備出稀土濃度較高的稀土原液備用，在現(xiàn)場再把稀土原液用醇液稀釋成稀土添加劑；
2)制備氮基混合氣體，首先把第I)步制得的稀土添加劑吸入至已抽真空的氣罐 (可用空的氮氣瓶)中，形成稀土溶液的蒸發(fā)氣體，再按比例充入氮氣，使氮氣與稀土溶液的蒸發(fā)氣體混合，構(gòu)成氮基混合氣體；在氮基混合氣體中稀土溶液蒸發(fā)氣所占的體積百分含量為5 25%。
3)制備稀土離子滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理硬化層，以及沉積稀土改性多元復(fù)合硬質(zhì)涂層過程中，啟動等離子體增強(qiáng)涂層裝置，使稀土改性多元復(fù)合涂層的制備過程(離子鍍)在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行，以在涂鍍時，利用離子對工件進(jìn)行全方位轟擊， 使工件浸沒在等離子體中，這樣中性原子減少、離化率提高，對鍍膜工件的刻蝕清洗與沉積過程得到強(qiáng)化，實現(xiàn)等離子體輔助沉積，從而提高涂層的結(jié)合力與摩擦磨損性能；利用稀土對硬質(zhì)涂層有良好的改性作用，明顯改善涂層的結(jié)合力、耐磨性和抗氧化性，減少膜層的大顆粒與孔隙率。
進(jìn)一步地，制備基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層時，把工件置于等離子體增強(qiáng)涂層裝置的旋轉(zhuǎn)工件臺上，在真空腔內(nèi)設(shè)置的3個電弧靶中，靶2、4為鈦靶，靶10為鉻靶；在工件上沉積稀土 TiCrN多元復(fù)合涂層的工藝是，先打一層純鈦底、其厚度為100-200nm，然后實施沉積稀土 TiCrN多元復(fù)合涂層，該多元復(fù)合涂層的厚度為I 3μ m，表面再沉積稀土 TiN涂層，稀土 TiN涂層的厚度為I 3μπι。
進(jìn)一步地，實施低溫沉積時，采用脈沖偏壓，適當(dāng)提高偏壓幅值，減小其占空比，使沉積過程中離子的轟擊強(qiáng)度及平均轟擊功率適度，在較低的沉積溫度下獲得組織結(jié)構(gòu)及綜合性能良好的多元復(fù)合涂層。
本發(fā)明具有如下突出的有益效果
1、本發(fā)明采用等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)制備低溫多元復(fù)合涂層，實施低溫沉積時，采用脈沖偏壓，適當(dāng)提高偏壓幅值，而減小其占空比，保證沉積過程中離子具有較強(qiáng)的轟擊效果，且平均轟擊功率又較小，因而沉積溫度較低。這樣就能夠在較低的沉積溫度下獲得組織結(jié)構(gòu)及綜合性能良好的多元復(fù)合涂層。在沉積同時，由于應(yīng)用了等離子體增強(qiáng)涂層系統(tǒng)，有等離子體輔助沉積在起作用。其性能比用常規(guī)涂層工藝及設(shè)備制備的低溫涂層性能大為提高，能滿足許多低合金鋼和淬火低溫回火制件的技術(shù)要求。
2、本發(fā)明通過采用等離子體增強(qiáng)涂層及稀土改性技術(shù)的適當(dāng)組合，在制備稀土離子滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理硬化層，以及沉積稀土改性多元復(fù)合硬質(zhì)涂層過程中，啟動等離子體增強(qiáng)涂層裝置，使稀土改性多元復(fù)合涂層的制備過程(離子鍍)在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行，因此可使沉積溫度在200 400°C或更低，膜/基結(jié)合力仍能達(dá)到較高的水平，從而實現(xiàn)低溫條件下硬質(zhì)涂層在普通結(jié)構(gòu)鋼或低合金工具鋼精密機(jī)械零件和模具上的應(yīng)用，使涂層應(yīng)用范圍得到擴(kuò)展。
3、本發(fā)明應(yīng)用等離子體增強(qiáng)涂層及稀土改性技術(shù)后，產(chǎn)品性能有大幅提高。例如在250°C制備的35CrMo鋼稀土 TiCrN多元復(fù)合涂層，膜/基結(jié)合力達(dá)到60N以上，使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過未涂層的縫紉機(jī)梭子二倍以上。


圖1是本發(fā)明使用的多功能等離子體增強(qiáng)涂層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
具體實施例1:
本實施以一款縫紉機(jī)梭子為例進(jìn)行基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層。
參照圖1，本發(fā)明涉及的等離子體增強(qiáng)涂層裝置，包括真空室I和真空獲得裝置， 在真空室I的中央設(shè)有旋轉(zhuǎn)工件臺12，在真空室I的內(nèi)腔壁設(shè)有三個陰極電弧靶(2，4，10)； 陰極電弧靶2帶阻擋屏3，在陰極電弧靶2的正對面設(shè)有輔助陽極裝置11。由旋轉(zhuǎn)工件臺 12、三個陰極電弧靶、輔助陽極和真空室I構(gòu)成旋轉(zhuǎn)式電弧離子鍍等離子體增強(qiáng)涂層系統(tǒng)。
本發(fā)明的等離子體增強(qiáng)涂層沉積方法的原理是
等離子體增強(qiáng)涂層裝置的真空腔內(nèi)裝備了一個配置有原子(離子)阻擋屏的陰極電弧靶和與它相搭配的輔助陽極裝置。配置有原子(離子)阻擋屏的陰極電弧靶，在真空腔體內(nèi)產(chǎn)生氣體等離子體。工作過程中，該陰極靶起弧后，由于原子(離子)阻擋屏隔住了質(zhì)量較大的金屬原子、離子以及弧斑微熔池噴射出來的液滴，而質(zhì)量很小的電子則可繞過阻擋屏，在屏后形成電子云作為虛擬陰極。這時如果在其對面的輔助陽極上加上正電壓，則電子在電場力的作用下發(fā)生遷徙，從而電離了兩極之間的氣體分子，極大地增加了腔體內(nèi)的等離子 體密度。
此時被處理的工件直接浸沒在等離子體中，若在工件上加負(fù)偏壓，工件周圍電子就受到排斥，形成正離子鞘層，此正離子鞘層中的正離子，通過鞘層位降加速，以不同速度垂直轟擊工件和正在沉積的涂層，起輔助沉積的作用，促進(jìn)涂層沉積過程。同時，上述機(jī)構(gòu)的應(yīng)用也有助于減少涂層表面上的陰極材料中的中性金屬原子，使涂層質(zhì)量得以提高。
實施沉積稀土改性硬質(zhì)多元復(fù)合涂層時，把工件置于旋轉(zhuǎn)工件臺上。真空腔內(nèi)設(shè)置的3個電弧靶，其中靶2、4為鈦靶，靶10為鉻靶。沉積稀土 TiCrN多元復(fù)合涂層的工藝是，先打一層鈦底(100-200nm),然后實施稀土 TiCrN多元復(fù)合涂層(2 5 μ m)，表面再沉積稀土 TiN多元復(fù)合涂層(I 2μπι)。涂層的其他工藝與常規(guī)工藝相仿。但實施低溫沉積時，采用脈沖偏壓，適當(dāng)提高偏壓幅值，而減小其占空比，保證沉積過程中離子具有較強(qiáng)的轟擊效果，且平均轟擊功率又較小，因而沉積溫度較低。這樣就能夠在較低的沉積溫度下獲得組織結(jié)構(gòu)及綜合性能良好的涂層。在沉積同時，由于應(yīng)用了等離子體增強(qiáng)涂層系統(tǒng)，有等離子體輔助沉積在起作用。
本實施例采用“吸入式”稀土添加法制備改性多元復(fù)合涂層。稀土原料為富Ce稀土氯化物。
等離子體增強(qiáng)涂層完成后，檢查隨爐TlO鋼測溫試樣硬度在56-58HRC之間，根據(jù)回火溫度-硬度曲線判定涂鍍溫度在250°C左右。
梭子原采用35CrMo鋼滲碳淬火低溫回火工藝生產(chǎn)，梭子工作時運轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)/分鐘，但滲碳低溫回火工藝產(chǎn)品達(dá)不到預(yù)期壽命要求。若采用傳統(tǒng)涂層技術(shù)，經(jīng)250°C低溫 TiN工藝涂層，但由于涂層結(jié)合力差，涂層易剝落，也不能滿足服役要求。應(yīng)用等離子體增強(qiáng)涂層及稀土改性技術(shù)后，產(chǎn)品性能有大幅提高。例如在250°C制備的35CrMo鋼稀土 TiCrN 多元復(fù)合涂層，膜/基結(jié)合力達(dá)到60N以上，使用壽命超過滲碳淬火低溫回火未涂層的梭子二倍以上。
利用壓坑法測試涂層結(jié)合力，等級為HF1，這是相當(dāng)好的結(jié)果(德國標(biāo)準(zhǔn) VDI3198);利用HJ自動劃痕儀系統(tǒng)檢測隨爐HSS試樣的膜/基結(jié)合力為70N。實驗數(shù)據(jù)與縫紉機(jī)梭子的服役效果都證明，采用等離子體增強(qiáng)涂層及稀土改性技術(shù)制備低溫多元復(fù)合涂層是可行的。
具體實施例2
本實施例涉及的是某型號票據(jù)機(jī)上使用的切紙刀，分為上刀片和下刀片。原來采用進(jìn)口高速鋼薄板加工而成，切割到40萬張左右的票據(jù)時，刀片的刀尖部分磨鈍，切出的票據(jù)邊緣起毛，不整齊，達(dá)不到客戶要求。
由于高速鋼薄板硬度高、加工難度大，因此這種切紙刀的生產(chǎn)成本高。而終端客戶要求刀片的使用壽命為切割60萬張以上，并希望降低加工難度和成本。為滿足客戶要求， 既降低成本，又提高刀片服役壽命，考慮更換材料，并采用等離子多元復(fù)合涂層工藝。綜合考慮刀片服役條件與對強(qiáng)韌性的要求，將兩種刀片的材料都改為65Mn彈簧鋼是合適的，并進(jìn)行離子鍍涂層。
65Mn彈簧鋼刀片樣品的首次涂鍍，按照常規(guī)工藝做電弧離子鍍沉積TiN涂層，涂鍍溫度為450°C。涂層后基體硬度為68 - 69HRA,而且整個刀片變?yōu)榛⌒?，最大變形量達(dá)1.0mm，經(jīng)校正后裝機(jī)的試用效果也不達(dá)標(biāo)?？磥?，對此種刀片，采用常規(guī)涂層工藝是不合適的。
由于65Mn彈簧鋼片涂層前的硬度(74 — 74. 5HRA)，沉積時的工藝溫度應(yīng)以不超過 380°C為宜。應(yīng)用低溫沉積技術(shù)是處理65Mn彈簧鋼刀片最合適的工藝方法。
實施低溫沉積時，同樣采用了脈沖偏壓。
本例中的多元復(fù)合涂層是稀土滲氮/稀土離子鍍復(fù)合涂層。
稀土離子滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理-稀土離子鍍多元復(fù)合涂層的制備過程，包括如下步驟·
I)制備稀土添加劑，所述稀土添加劑由稀土鹵化物溶入醇液中制備而成，稀土鹵化物的配入量為每升醇液中配入10 30g ;或者先制備出稀土濃度較高的稀土原液備用， 在現(xiàn)場再把稀土原液用醇液稀釋成稀土添加劑；
2)制備氮基混合氣體，首先把第I)步制得的稀土添加劑吸入至已抽真空的氣罐 (可用空的氮氣瓶)中，形成稀土溶液的蒸發(fā)氣體，再按比例充入氮氣，使氮氣與稀土溶液的蒸發(fā)氣體混合，構(gòu)成氮基混合氣體；在氮基混合氣體中稀土溶液蒸發(fā)氣所占的體積百分含量為10 18%。此氮基混合氣體即為涂層工作氣體。
3)制備稀土離子滲氮層或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理和沉積稀土改性硬質(zhì)多元復(fù)合涂層過程中，啟動等離子體增強(qiáng)涂層裝置，使稀土改性多元復(fù)合涂層的制備過程(離子鍍)在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行，以在涂鍍時，利用離子對工件進(jìn)行全方位轟擊，使工件浸沒在等離子體中，這樣中性原子減少、離化率提高，對鍍膜工件的刻蝕清洗與沉積過程得到強(qiáng)化，從而提高涂層的結(jié)合力與摩擦磨損性能；利用稀土對硬質(zhì)涂層有良好的改性作用， 明顯改善涂層的結(jié)合力、耐磨性和抗氧化性，減少膜層的大顆粒與孔隙率。
關(guān)于制備稀土離子滲氮層或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理和沉積稀土改性硬質(zhì)多元復(fù)合涂層過程，具體可參照專利號為200610123305. 7發(fā)明專利公告。
稀土滲氮層起強(qiáng)化層的作用，強(qiáng)化層亦可看作是基材與耐磨層之間的過度層。強(qiáng)化層的引入，可增加刀具切削楔的強(qiáng)度與硬度，對耐磨層起強(qiáng)力支撐作用，使涂層結(jié)合力得到有效的提升。本專利中稀土滲氮/稀土離子鍍多元復(fù)合涂層應(yīng)用了原位合成的工藝方法，在同一臺離子鍍設(shè)備內(nèi)對滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理/離子鍍涂層進(jìn)行制備與組裝，無需轉(zhuǎn)移工件，充分顯示了復(fù)合涂層的技術(shù)優(yōu)勢。
在制備滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理/離子鍍涂層過程中，啟動了輔助陽極裝置，進(jìn)行等離子體輔助沉積。在執(zhí)行工藝過程中，滲氮和涂鍍溫度控制在360°C -380°C, 并使?jié)B氮層中不出現(xiàn)白亮層。具體按照時間40min (滲氮)+IlOmin (涂層)進(jìn)行。
涂層完成后，檢查基體硬度為73. 5 - 74HRA，僅降低O. 5HRA，滿足之前提出的硬度不降或少降的要求；產(chǎn)品只有微量變形，產(chǎn)品整體變形在O.1mm以內(nèi)。
利用HJ自動劃痕儀系統(tǒng)隨爐試樣的膜/基結(jié)合力為50-60N ;利用顯微硬度計和球坑法測量鍍層系統(tǒng)檢測如膜層硬度、膜層厚度等指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
涂層后的刀片經(jīng)裝機(jī)試用，使用壽命超過用戶要求的切割60萬張票據(jù)。產(chǎn)品顏色整體均勻一致，滿足終端客戶要求，達(dá)到了終端客戶要求的刀片的使用壽命，并大大降低刀片的加工難度和生產(chǎn)成本。
本發(fā)明涉及的等離子體增強(qiáng)涂層技術(shù)，是在涂層系統(tǒng)中，設(shè)置一個具有特殊結(jié)構(gòu)與功能的陰極電弧源，使離子鍍在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行。由于此特殊電弧源的存在， 使在涂鍍時，等離子對工件進(jìn)行全方位轟擊，使工件浸沒在等離子體中，同時使系統(tǒng)的中性原子減少，離化率提高，對鍍膜工件的刻蝕清洗與沉積過程得到強(qiáng)化，從而提高涂層的結(jié)合力與摩擦磨損性能。而稀土對硬質(zhì)涂層有良好的改性作用，明顯改善涂層的結(jié)合力、耐磨性和抗氧化性，減少膜層的大顆粒與孔隙率。
權(quán)利要求
1.基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法，其特征在于1)在制備稀土改性多元復(fù)合涂層過程中，設(shè)置一等離子體增強(qiáng)涂層裝置，使稀土改性復(fù)合涂層的制備過程在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行，以在涂鍍時，利用離子對工件進(jìn)行全方位轟擊，使工件浸沒在等離子體中，同時使系統(tǒng)的中性原子減少，離化率提高，對使鍍膜工件的刻蝕清洗與沉積過程得到強(qiáng)化，從而提高涂層的結(jié)合力與摩擦磨損性能；利用稀土對硬質(zhì)涂層有良好的改性作用，明顯改善涂層的結(jié)合力、耐磨性和抗氧化性，減少膜層的大顆粒與孔隙率；2)制備稀土改性多元復(fù)合涂層是在溫度條件為200°C-400°C情況下實施低溫沉積，形成低溫條件下制備硬度大、使用壽命長的基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法，其特征在于所述等離子體增強(qiáng)涂層裝置，包括真空室(I)和真空獲得裝置，在真空室(I)的中央設(shè)有旋轉(zhuǎn)工件臺(12)，在真空室(I)的內(nèi)腔壁設(shè)有三個陰極電弧靶(2，4，10);陰極電弧靶(2)帶阻擋屏(3)，在陰極電弧靶(2)的正對面設(shè)有輔助陽極裝置(11);由旋轉(zhuǎn)工件臺(12)、三個陰極電弧靶、輔助陽極和真空室(I)構(gòu)成旋轉(zhuǎn)式電弧離子鍍等離子體增強(qiáng)涂層系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法，其特征在于所述制備稀土改性多元復(fù)合涂層過程，是指稀土離子滲氮或碳氮等多元共滲化學(xué)熱處理-稀土離子鍍多元復(fù)合涂層的制備過程，包括如下步驟1)制備稀土添加劑，所述稀土添加劑由稀土齒化物溶入醇液中制備而成，稀土齒化物的配入量為每升醇液中配入10 30g ;或者先制備出稀土濃度較高的稀土原液備用，在現(xiàn)場再把稀土原液用醇液稀釋成稀土添加劑；所述稀土鹵化物為富Ce，Y, La的氯化物或混合稀土氯化物，所述醇液為甲醇或有機(jī)溶劑；2)制備氮基混合氣體，首先把第I)步制得的稀土添加劑吸入至已抽真空的氣罐或用空的氮氣瓶中，形成稀土溶液的蒸發(fā)氣體，再按比例充入氮氣，使氮氣與稀土溶液的蒸發(fā)氣體混合，構(gòu)成氮基混合氣體；在氮基混合氣體中稀土溶液蒸發(fā)氣所占的體積百分含量為5 25%。在制備稀土改性硬質(zhì)多元復(fù)合涂層時，以氮基稀土混合氣體作為工作氣體。3)制備稀土離子滲氮或碳氮多元共滲化學(xué)熱處理硬化層，以及沉積稀土改性多元復(fù)合硬質(zhì)涂層過程中，啟動等離子體增強(qiáng)涂層裝置，使稀土改性多元復(fù)合涂層的制備過程在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行，以在涂鍍時，利用離子對工件進(jìn)行全方位轟擊，使工件浸沒在等離子體中，這樣中性原子減少、離化率提高，對鍍膜工件的刻蝕清洗與沉積過程得到強(qiáng)化，實現(xiàn)等離子體輔助沉積，從而提高涂層的結(jié)合力與摩擦磨損性能；利用稀土對硬質(zhì)涂層有良好的改性作用，明顯改善涂層的結(jié)合力、耐磨性和抗氧化性，減少膜層的大顆粒與孔隙率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法，其特征在于制備基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層時，把工件置于等離子體增強(qiáng)涂層裝置的旋轉(zhuǎn)工件臺上，在真空腔內(nèi)設(shè)置的三個電弧靶中，電弧靶之一(2)和電弧靶之二(4)為鈦靶，電弧靶之三(10)為鉻靶；在工件上沉積稀土 TiCrN復(fù)合涂層的工藝是，先打一層鈦底、其厚度為100-200nm，然后沉積稀土 TiCrN涂層、該多元復(fù)合涂層的厚度為2 5μπι，表面再沉積稀土 TiN涂層、稀土 TiN涂層的厚度為I 2μπι。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性低溫多元復(fù)合涂層制備方法，其特征在于實施低溫沉積時，采用脈沖偏壓，適當(dāng)提高偏壓幅值，減小其占空比，使沉積過程中離子的轟擊強(qiáng)度及平均轟擊功率適度，在較低的沉積溫度下獲得組織結(jié)構(gòu)及綜合性能良好的涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層制備方法，其特征在于1)在制備稀土改性多元復(fù)合涂層過程中，通過一套等離子體增強(qiáng)涂層裝置，使稀土改性多元復(fù)合涂層的制備過程(離子鍍)在氣體放電與電弧放電中進(jìn)行，以在涂鍍工藝，利用離子對工件進(jìn)行全方位轟擊，使工件浸沒在等離子體中，提高涂層的結(jié)合力與摩擦磨損性能；改善涂層的結(jié)合力、耐磨性和抗氧化性；2)制備稀土改性多元復(fù)合涂層在溫度條件為200℃-400℃情況下實施低溫沉積，形成低溫條件下制備硬度高、結(jié)合力好、使用壽命長的基于等離子體增強(qiáng)及稀土改性技術(shù)的低溫多元復(fù)合涂層。本發(fā)明應(yīng)用等離子體增強(qiáng)涂層及稀土改性技術(shù)后，產(chǎn)品性能有大幅提高，使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過未涂層的縫紉機(jī)梭子二倍以上。
文檔編號C23C8/36GK102994961SQ20121051930
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者董小虹, 張中弦, 梁航, 黃拿燦 申請人:廣東世創(chuàng)金屬科技有限公司