本发明专利技术涉及一种TiSi-GrAl-N纳米涂层的制备方法，所述的方法的步骤为：S1、预处理；S2、清洗；S3、离子渗氮；S4、制备过渡层；S5、制备表面层。采用上述方法之后，渗氮处理能够提高纳米涂层与基体之间结合的强度，纳米涂层中采用TiSi目的是提高其耐腐蚀性以及耐磨损性，采用GrAl的目的是提高其耐高温性，保证纳米涂层结合紧密，提高工件的刚度并且降低工件的脆性，上述方法生产效率高、成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米涂层生产制作领域，尤其是涉及一种TiS1-GrAl-N纳米涂层的制备方法。
技术介绍
纳米涂层是利用现有技术，根据所要求的性能，添加适当的纳米材料，并对涂层工艺作相应的调整，纳米涂层的制作方法主要包括气相沉积、各类喷涂(含常温喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂等)、镀覆(含电镀和化学镀)等多种方法。在现有技术中，为了使用高精度化、自动化、多功能化、高生产率化、环保等要求，要求特殊工件具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀等特点，而纳米涂层就具有上述优点，纳米涂层的使用将越来越广泛。目前所使用的TiN涂层由于其硬度不高已经不能满足现有工艺中的硬度要求，目前最主要的方法是采用气相沉积法，然而，气相沉积的沉积温度高，可用作为基体材料的种类有限，气相沉积以氯化物为原料，氯在高温下进入基体材料，造成基材晶间腐蚀，使得工件变脆。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够提高纳米涂层的耐高温、耐磨损以及耐腐蚀性能的TiS1-GrAl-N纳米涂层的制备方法。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是:一种TiS1-GrAl-N纳米涂层的制备方法，所述的方法的步骤为: 51、预处理，首先对需要镀层的工件的表面进行打磨、抛光以及除油操作； 52、清洗，将经过预处理之后的工件放入反应炉内，抽真空并通入氩气，工件通上600V?700V的负偏压，电场作用时间为30min ；53、离子渗氮，通入氮气，调节氮气和氩气的流量比为3?4，控制反应炉内总压力为0.3?0.5Pa,工件负偏压为600?900V，渗氮时间为4?5小时； 54、制备过渡层，对渗氮处理后的工件进行Ti轰击清洗，时间为8?lOmin，然后开启Ti靶，Ti靶电流为60?100A，沉积梯度TiN过渡层； 55、制备表面层，采用多靶制备纳米TiS1-GrAl涂层，TiSi靶电流为90?100A，GrAl靶电流为100?110A，沉积温度为400?500°C，工件负偏压为100?150V，调节氮气和氩气的流量比为3?5，控制反应炉内的总压力为2?3Pa，沉积时间为50?lOOmin。进一步具体的，所述的步骤S2中，真空度小于1X10 3Pa,通入氩气的压力为3?5Pa0进一步具体的，所述的步骤S3中，反应炉内温度为400?500°C。进一步具体的，所述的步骤S4中，沉淀梯度TiN过渡层过程为:首先将氮气和氩气的流量比控制在2?3之间，反应炉内的总压力控制在0.2?0.3Pa,时间为10?15min ；之后将氮气和氩气的流量比逐步增加至4?6之间，反应炉内的总压力逐步增加至0.3?0.5Pa，时间为 10 ?15min。本专利技术的有益效果是:采用上述方法之后，整体膜厚3-4um，渗氮处理能够提高纳米涂层与基体之间结合的强度，纳米涂层中采用TiSi目的是提高其耐腐蚀性以及耐磨损性，采用GrAl的目的是提高其耐高温性，保证纳米涂层结合紧密，提高工件的刚度并且降低工件的脆性，上述方法生产效率高、成本低。【具体实施方式】下面结合实施例对本专利技术作详细的描述。实施例一: 1、预处理，首先对需要镀层的工件的表面进行打磨、抛光以及除油操作； 2、清洗，将经过预处理之后的工件放入反应炉内，抽真空至真空度为1X103Pa并通入氩气保证氩气压力为3Pa，工件通上600V的负偏压，电场作用时间为30min ; 3、离子渗氮，通入氮气，调节氮气和氩气的流量比为3，控制反应炉内总压力为0.3Pa温度为400°C，工件负偏压为600V，渗氮时间为4小时； 4、制备过渡层，对渗氮处理后的工件进行Ti轰击清洗，时间为8min，然后开启Ti靶，Ti靶电流为60A，沉积梯度TiN过渡层，沉淀梯度TiN过渡层过程为:首先将氮气和氩气的流量比控制在2:1，反应炉内的总压力控制在0.2Pa,时间为1min ;之后将氮气和氩气的流量比逐步增加至4:1，反应炉内的总压力逐步增加至0.3Pa，时间为1min ； 5、制备表面层，采用多靶制备纳米TiS1-GrAl涂层，TiSi靶电流为90A，GrAl靶电流为100A,沉积温度为400°C，工件负偏压为100V，调节氮气和氩气的流量比为3:1，控制反应炉内的总压力为2Pa，沉积时间为50min。实施例二: 1、预处理，首先对需要镀层的工件的表面进行打磨、抛光以及除油操作； 2、清洗，将经过预处理之后的工件放入反应炉内，抽真空至真空度为1X103Pa并通入氩气保证氩气压力为4Pa，工件通上700V的负偏压，电场作用时间为30min ; 3、离子渗氮，通入氮气，调节氮气和氩气的流量比为4，控制反应炉内总压力为0.4Pa温度为500°C，工件负偏压为700V，渗氮时间为4.5小时； 4、制备过渡层，对渗氮处理后的工件进行Ti轰击清洗，时间为9min，然后开启Ti靶，Ti靶电流为80A，沉积梯度TiN过渡层，沉淀梯度TiN过渡层过程为:首先将氮气和氩气的流量比控制在3:1，反应炉内的总压力控制在0.3Pa,时间为1min ;之后将氮气和氩气的流量比逐步增加至5:1，反应炉内的总压力逐步增加至0.4Pa，时间为1min ； 5、制备表面层，采用多靶制备纳米TiS1-GrAl涂层，TiSi靶电流为90A，GrAl靶电流为100A,沉积温度为500°C，工件负偏压为120V，调节氮气和氩气的流量比为4:1，控制反应炉内的总压力为2.5Pa,沉积时间为60min。实施例三: 1、预处理，首先对需要镀层的工件的表面进行打磨、抛光以及除油操作； 2、清洗，将经过预处理之后的工件放入反应炉内，抽真空至真空度为1X103Pa并通入氩气保证氩气压力为5Pa，工件通上900V的负偏压，电场作用时间为30min ; 3、离子渗氮，通入氮气，调节氮气和氩气的流量比为4:1，控制反应炉内总压力为0.5Pa温度为500°C，工件负偏压为900V，渗氮时间为5小时； 4、制备过渡层，对渗氮处理后的工件进行Ti轰击清洗，时间为lOmin，然后开启Ti靶，Ti靶电流为100A，沉积梯度TiN过渡层，沉淀梯度TiN过渡层过程为:首先将氮气和氩气的流量比控制在3:1，反应炉内的总压力控制在0.3Pa,时间为15min ;之后将氮气和氩气的流量比逐步增加至6:1，反应炉内的总压力逐步增加至0.5Pa，时间为15min ； 5、制备表面层，采用多靶制备纳米TiS1-GrAl涂层，TiSi靶电流为100A，GrAl靶电流为110A，沉积温度为500°C，工件负偏压为150V，调节氮气和氩气的流量比为5:1，控制反应炉内的总压力为3Pa，沉积时间为lOOmin。上述三个实施例的纳米涂层具体有5层，第一层为渗氮层，第二层为梯度TiN过渡层，第三层为TiSi层，第四层为GrAl层，第五层为TiSi层。整个结构控制在90纳米的厚度也可以达到以前的的特性，较以前厚度更薄，节省材料，提高生产效率以及生产质量。需要强调的是:以上仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。【主权项】1.一种TiS1-GrAl-N纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述的方法的步骤为:本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种TiSi‑GrAl‑N纳米涂层的制备方法，其特征在于，所述的方法的步骤为：S1、预处理，首先对需要镀层的工件的表面进行打磨、抛光以及除油操作；S2、清洗，将经过预处理之后的工件放入反应炉内，抽真空并通入氩气，工件通上600V～700V的负偏压，电场作用时间为30min；S3、离子渗氮，通入氮气，调节氮气和氩气的流量比为3～4，控制反应炉内总压力为0.3～0.5Pa,工件负偏压为600～900V，渗氮时间为4～5小时；S4、制备过渡层，对渗氮处理后的工件进行Ti轰击清洗，时间为8～10min,然后开启Ti靶，Ti靶电流为60～100A，沉积梯度TiN过渡层；S5、制备表面层，采用多靶制备纳米TiSi‑GrAl涂层，TiSi靶电流为90～100A，GrAl靶电流为100～110A,沉积温度为400～500℃，工件负偏压为100～150V，调节氮气和氩气的流量比为3～5，控制反应炉内的总压力为2～3Pa,沉积时间为50～100min。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张建坡，李亚军，
申请(专利权)人：超微中程纳米科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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