一种铬基氮化物梯度复合涂层结构及其原位制备方法技术

本发明专利技术提供一种铬基氮化物梯度复合涂层结构及其原位制备方法。其结构包括镀在基体表面的铬缓冲层和沉积在铬缓冲层表面的铬基氮化物梯度层。将镀有铬缓冲层的基体置于微波等离子体化学气相沉积设备，通过调节含氮气体量以及微波功率，利用N等离子体团与铬离子的反应快速生成铬基氮化物层。在微波对金属微区表面的趋肤效应、氮化物陶瓷层透射损耗以及金属基体的反射效应的协同作用下，产生热量

【技术实现步骤摘要】
一种铬基氮化物梯度复合涂层结构及其原位制备方法


[0001]本专利技术属于涂层制备领域，具体涉及一种铬基氮化物梯度复合涂层结构及其原位制备方法。

技术介绍

[0002]现代装备及其零部件的表面防护性能优劣对其服役的稳定性、可靠性以及寿命具有决定性的影响。高温、高速、高压、强腐蚀以及重载荷等多重极端服役环境的复杂耦合，对设备零部件表面涂层的综合防护性能提出了日益严苛的要求。因此，设计和制备兼有优异的硬度、韧性和良好的耐腐蚀以及耐磨损性能的高性能涂层对于满足各类先进装备在多重极端环境作用下的长期稳定服役至关重要。
[0003]目前，利用电镀技术在金属基体表面制备纯Cr涂层是耐磨部件采用的主流防护方法之一。然而，传统电镀Cr缓冲层层存在由电镀工艺而带来的固有微裂纹，在接触应力作用下，易于萌生裂纹，从而加速涂层的磨损失效，甚至导致涂层在服役早期即发生非正常脱落。
[0004]铬基氮化物涂层具有良好的韧性、较高的硬度、优异的耐磨性、耐烧蚀性以及化学稳定性等性能优势，是替代传统金属Cr镀层的理想材料。然而，传统的铬基氮化物涂层通常是采用Cr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铬基氮化物梯度复合涂层结构，其特征在于，包括镀在基体表面的铬缓冲层和沉积在所述铬缓冲层表面的铬基氮化物梯度层，所述铬基氮化物梯度层的N原子含量沿靠近所述铬缓冲层表面的方向逐渐减少，所述铬基氮化物梯度层可以为CrN、Cr2N、Cr中一种或多种。2.根据权利要求1所述的一种铬基氮化物梯度复合涂层结构，其特征在于，所述铬基氮化物梯度层的厚度为5
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50μm，所述铬缓冲层厚度为20
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100μm。3.根据权利要求1所述的一种铬基氮化物梯度复合涂层结构，其特征在于，从铬基氮化物梯度层表面到铬缓冲层表面N原子含量由50%连续梯度减弱至0%。4.一种基于权利要求1至3中任意一项所述的一种铬基氮化物梯度复合涂层结构的原位制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）清理镀有电镀Cr的基体表面；（2）经步骤（1）处理后的镀有电镀Cr的基体置于微波等离子体化学气相沉积设备的反应腔内，充入氢气，由氢等离子体轰击带有电镀Cr的基体，加热并进一步清除表面的杂质；（3）通入含N气体，并调节气体比例，进行铬基氮化物梯度层的沉积，反应腔内的混合气体中N原子所占原子百分数为25
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100%，微波功率为800
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6000W；（...

【专利技术属性】
技术研发人员：王传彬，夏禹，徐志刚，沈强，张联盟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：