不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，该涂层以纳米柱状晶CrB2为主相结构，并且CrB2涂层中含有(001)和(002)两种晶面取向，其中择优取向为(001)。实验证实，该涂层硬度可达42～50GPa，在模拟人工海水中大大降低了基体的腐蚀速率，具有优异的耐腐蚀性能。另外，本发明专利技术还提供了一种制备该涂层的方法：采用高功率脉冲磁控溅射法，使用Cr‑B化合物靶，通过调节高功率脉冲电源参数得到本发明专利技术所述的具有特定相结构和晶体结构的Cr‑B涂层，具有金属离化率高、成本低、简单易控等特点。

Methods CrB2 coating and preparation with high hardness and corrosion resistance of stainless steel substrate surface

The invention discloses a CrB2 coating with high hardness and corrosion resistance of a stainless steel substrate surface, the coating with nano columnar CrB2 phase structure, and contains CrB2 coating (001) and (002) two kinds of crystal orientation, the orientation of (001). The experimental results show that the hardness of the coating can reach 42 ~ 50GPa, and the corrosion rate of the matrix is greatly reduced in the simulated artificial seawater with excellent corrosion resistance. In addition, the invention also provides a preparation method of the coating: using high power pulsed magnetron sputtering method, using the Cr B compound target, by adjusting the rate with specific phase structure and crystal structure of Cr coating B pulse power parameters obtained by the invention has high power, with metal ionization rate the characteristics of high, low cost, easy to control etc..

【技术实现步骤摘要】
不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层及其制备方法
本专利技术属于金属材料表面强化
，涉及一种不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层及其制备方法。
技术介绍
随着海洋科技及相关产业的发展，海洋资源的开发利用和海上基础设施的建设需要大量不锈钢材料。在高湿热、高盐分等苛刻服役条件下，不锈钢构筑件的磨损和腐蚀十分严重。传统不锈钢材料如316L、321、17-7PH不锈钢，均存在均匀腐蚀、点蚀、应力腐蚀等问题。目前，通过物理气相沉积方法在不锈钢表面制备优异耐磨损腐蚀的涂层材料，使其具有化学稳定、高硬度、抗腐蚀等特性，是延长海洋装备部件使用寿命和提高服役性能的重要途径。为了得到高性能、耐腐蚀的海洋环境用不锈钢材料，一般使用磁控溅射或电弧离子镀在其表面制备类金刚石涂层、多元氮化物涂层和纳米叠层式涂层。如何选择耐磨损腐蚀性能更加优异的涂层材料，以及如何制备该涂层材料是目前研究的重点之一。二硼化铬(CrB2)材料具有优良的耐腐蚀性能和超高硬度。然而，Cr-B二元化合物有三种不同的晶格结构类型：正方结构(Cr2B和Cr5B3)、斜方结构(CrB、CrB4和Cr3B4)和六方结构(Cr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，其特征是：所述涂层以纳米柱状晶CrB2为主相结构；所述涂层含有(001)和(002)两种晶面取向，其中择优取向为(001)。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，其特征是：所述涂层以纳米柱状晶CrB2为主相结构；所述涂层含有(001)和(002)两种晶面取向，其中择优取向为(001)。2.如权利要求1所述的不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，其特征是：所述纳米柱状晶CrB2的横向尺寸小于10nm。3.如权利要求1所述的不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，其特征是：所述涂层的厚度为1～6μm。4.如权利要求1所述的不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，其特征是：所述不锈钢基体包括奥氏体316、316L、321不锈钢，双相不锈钢，铁素体不锈钢。5.如权利要求1、2、3或4所述的不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，其特征是：所述涂层的硬度为42～50GPa。6.如权利要求1、2、3或4所述的不锈钢基材表面的具有高硬耐蚀性的CrB2涂层，其特征是：在室温下以浓度为3.5wt.％的NaCl溶液对所述涂层进行腐蚀，所述涂层的腐蚀速率低于不锈钢基体材料两个数量级。7.如权利要求1、...

【专利技术属性】
技术研发人员：左潇，汪爱英，柯培玲，陈仁德，张树参，
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