具有氮化物膜的复合材料及其制法和应用制造技术
【技术实现步骤摘要】
具有氮化物膜的复合材料及其制法和应用
本专利技术涉及部件表面保护领域，特别涉及一种氮化物膜及其制法和应用
技术介绍
目前装备制造业正朝着高速、高载、高精密和绿色加工方向发展，对装备关键部件的可靠性和长寿命提出更高的要求。发展先进装备关键部件的表面强化和防护技术是降低装备关键零部件摩擦功耗、延长服役寿命和提高其可靠性的关键技术。通过气相沉积制备的薄膜结构致密，具有高硬度和高膜基结合力的特点，但气相沉积的薄膜很难制备厚膜。因此，用于高速和高载零部件的表面防护很容易失效。渗氮处理虽然可以形成厚度为几百微米的氮化物层，但该氮化层的硬度不高，大多低于1200HV。目前尚缺乏令人满意的、具有高硬度和高膜基结合力的保护膜，因此，本领域迫切需要开发能高硬度和高膜基结合力的保护膜。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有高硬度和高膜基结合力氮化物膜的复合材料。在本专利技术的第一方面，提供了一种复合材料，所述复合材料包括基材以及位于所述基材的至少一个表面上的氮化物膜，所述氮化物膜包括位于所述基材上的第一氮化物层以及位于所述第一氮化物层之上的第二氮化物层，其中，第二氮化物层的厚度与第一氮化...
【技术保护点】
一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括基材以及位于所述基材的至少一个表面上的氮化物膜，所述氮化物膜包括位于所述基材上的第一氮化物层以及位于所述第一氮化物层之上的第二氮化物层，其中，第二氮化物层的厚度与第一氮化物层的厚度之比为2～30：50～100，且所述氮化物膜的总厚度为20～200微米(较佳地30～150微米)，并且第二氮化物层的硬度H2大于第一氮化物层的硬度H1。
【技术特征摘要】
1.一种复合材料，其特征在于，所述复合材料包括基材以及位于所述基材的至少一个表面上的氮化物膜，所述氮化物膜包括位于所述基材上的第一氮化物层以及位于所述第一氮化物层之上的第二氮化物层，其中，第二氮化物层的厚度与第一氮化物层的厚度之比为2～30：50～100，且所述氮化物膜的总厚度为20～200微米，并且第二氮化物层的硬度H2大于第一氮化物层的硬度H1；并且所述第一氮化物层是通过渗氮形成；并且所述的第二氮化物层是通过气相沉积工艺形成。2.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，H2与H1的比值≥1.5。3.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第二氮化物层包括：TiN层、CrN层、TiCN层、TiAlN层，或其组合。4.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，具有选自下组的一个或多个特征：所述氮化物膜的总厚度为30～100μm；所述第一氮化物层的厚度为50～100μm；所述第二氮化物层的厚度为2～30μm；所述氮化物膜的硬度为20～50GPa。5.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的基材包括：钢材、纯钛、钛合金，或其组合。6.如权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述氮化物膜的总厚度为30～150微米。7.一种制品，其特征在于，所述制品包括如权利要求1所述的复合材料，或由权利要求1所述的复合材料制成。8.一种如权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)提供一基材；(b)通过渗氮在基材表面生成第一氮化物层；(c)通过气相沉积工艺，在所述第一氮化物层表面形成第二氮化物层，从而得到权利要求1所述的复合材料。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)包括：通过气体渗氮在基材表面生成第一氮化物层。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述气体渗氮包括：将所述基材进行清洗后风干；将清洗风干后的所述基材装入可抽真空的热处理炉中；对所述热处理炉进行抽真空处理后向炉内充入含氮气体；将所述热处理炉升温至渗氮温度，使所述基材表面渗入氮元素生成第一氮化物层，得到具有基材-第一氮化物层结构的物体。11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在使所述基材表面渗入氮元素生成第一氮化物层后，将所述具有基材-第一氮化物层结构的物体随炉冷却。12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述气体渗氮包括选自下组的一个或多个特征：所述热处理炉进行抽真空并控制背底真空低于8×10-3Pa；向热处理炉中充入含氮气体，并控制该热处理炉内的气压为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：李金龙，王蕊，王永欣，鲁俠，王立平，薛群基，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。