A microporous stainless steel substrate with a physical vapor deposition coating comprises a dense bottom layer and a surface layer with a microporous structure. The micropore is evenly distributed on the surface layer, and the micropore of the surface layer runs through the whole surface layer from top to bottom. The preparation process of the microporous stainless steel matrix includes that the surface layer is first treated by sandblasting process, then polished process, and finally processed by surface ultrasonic impact processing. The microporous stainless steel matrix of the physical vapor deposition coating in the invention can provide a good coating/matrix bonding force for the coating during the physical vapor deposition process, and can well meet the long-term requirements for the functional coated stainless steel in many industrial fields, including the food industry and the medical industry.
【技术实现步骤摘要】
一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体及其制备工艺
本专利技术涉及一种涂层沉积用的不锈钢基体及其制备工艺,更具体涉及一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体及其制备工艺。
技术介绍
不锈钢基体因其特有的耐蚀性能和对人体的安全性能,被广泛应用于包括食品工业和医疗工业在内的多个工业领域中。然而,随着社会和工业技术的发展,采用表面涂层技术来提高不锈钢表面的耐磨性能、耐蚀性能和抗菌性能等是当前工业领域的研究热点之一。涂层和基体之间的结合力是影响涂层长效作用的关键指标,而涂层制备过程中的温度问题也是影响高温下易于变形的薄尺寸不锈钢基体的性能的关键所在。化学气相沉积和物理气相沉积是制备不锈钢表面涂层的两种常用的技术。其中,化学气相沉积获得的涂层与不锈钢基体的结合力较好,但是由于化学气相沉积过程中需要加热到较高温度,并发生化学反应,这就对涂层的形成和不锈钢基体的性能都产生一定的限制。因此,物理气相沉积制备涂层因其温度低的优势,在不锈钢表面涂层制备中得到更为广泛的应用,然而物理气相沉积技术最大的问题就是在于涂层与不锈钢基体之间的结合力较低。为了改善物理气相沉积涂层与不锈钢基体之间的结合力问题,目前主要通过采用金属过渡层、梯度涂层和优化制备工艺参数等方式进行。对于氮化硼或类金刚石等涂层的制备,由于涂层与不锈钢之间的亲和力较差,往往需要采用Ti或Cr等过渡层工艺,利用过渡层分别与不锈钢基体、以及涂层之间相对较好的亲和力,来改善涂层与不锈钢基体之间的结合力;对于内应力较大的涂层,往往需要通过梯度涂层进行成分的逐渐过渡,来减少涂层与基体之间的成分差异、或者降低涂层内部的应力积累,从而降 ...
【技术保护点】
1.一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述微孔不锈钢基体包括致密结构的底层和带有微孔结构的表层,所述致密结构底层的孔隙率不超过1%,所述表层的厚度为50‑200微米,所述表层的微孔面积占所述表层表面的比例为5%‑20%,所述微孔为边的数量至少为4个的多边形,所述微孔在所述表层上均匀分布,所述表层的微孔从上到下贯通整个所述表层,所述多边形微孔的内边缘的每一个边的边缘均为不规则曲线。
【技术特征摘要】
1.一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述微孔不锈钢基体包括致密结构的底层和带有微孔结构的表层,所述致密结构底层的孔隙率不超过1%,所述表层的厚度为50-200微米,所述表层的微孔面积占所述表层表面的比例为5%-20%,所述微孔为边的数量至少为4个的多边形,所述微孔在所述表层上均匀分布,所述表层的微孔从上到下贯通整个所述表层,所述多边形微孔的内边缘的每一个边的边缘均为不规则曲线。2.如权利要求1所述的一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述多边形中任意一个顶点到任一条边的距离范围为50-150微米。3.如权利要求1所述的一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述微孔不锈钢基体采用3D打印的工艺制备。4.如权利要求3所述的一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述微孔不锈钢的基体底层3D打印所用的不锈钢粉末粒度为40-100微米,所述微孔不锈钢的基体表层3D打印所用的不锈钢粉末包括粗粒度粉末和细粒度粉末两种,所述粗粒度粉末的粒度为40-100微米,所述细粒度粉末的粒度为10-20微米。5.如权利要求4所述的一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述微孔不锈钢的基体表层3D打印所用的不锈钢粉末中,按质量百分比计,所述粗粒度粉末和所述细粒度粉末的比例为10:1-20:1。6.如权利要求1所述的一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述微孔不锈钢基体的所述表层先经过喷砂工艺处理,然后再经过抛光工艺处理,最后经过表面超声冲击加工处理。7.如权利要求1所述的一种物理气相沉积涂层的微孔不锈钢基体,其特征在于:所述微孔不锈钢基体的所述表层经...
【专利技术属性】
技术研发人员:田斌,安思佳,岳文,
申请(专利权)人:北京工商大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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