一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层及制备方法，本发明专利技术属于轻质合金结构部件表面真空镀膜改性领域。本发明专利技术涉及一种轻质合金表面纳米复合多层Cr/CrN/CrSiN耐蚀涂层低温制备方法，具体是采用独特的同步HiPIMS脉冲偏压技术，利用HiPIMS技术高的金属靶材离化率与基体偏压鞘层针对沉积离子束流选择性增能的协同耦合效应实现在轻质合金结构件表面制备纳米复合多层Cr/CrN/CrSiN耐腐蚀涂层。蚀涂层。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层及制备方法


[0001]本专利技术涉及轻质合金结构部件表面真空镀膜改性
，具体涉及一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层及制备方法。

技术介绍

[0002]轻质合金以其较高的比强度、比刚度、优良的抗震性能、良好的电磁屏蔽能力和切削加工能力等，是航天航空、兵器工业、汽车、3C产业、医疗器械等领域理想的结构材料之一。然而，轻质合金组成元素化学活性高，在潮湿和腐蚀的服役环境中极易发生腐蚀失效。同时，轻质合金的耐受温度均较低(≤200℃)，而传统的PVD表面改性氮化物涂层需较高的反应温度来满足涂层生长的热力学驱动与动力学条件。
[0003]针对该技术瓶颈问题，近些年发展起来的高功率脉冲磁控溅射技术HiPIMS利用荷能离子轰击和冷凝所传递的能量，使得涂层制备由平衡的基体/涂层加热方式T
s
/T
m
→
0，转变为非平衡的荷能离子轰击条件下的原子尺度加热方式。但持续荷能离子对涂层生长表面的持续轰击作用，将不可避免的带来高膜层内应力及迅速的基体温升效应。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层，其特征在于，所述涂层由依次附着在轻质合金基体(1)表面的铬Cr过渡层(2)、氮化铬CrN性能承载层(3)以及氮化铬硅CrSiN核心防护功能层(4)；所述铬Cr过渡层(2)为基于同步HiPIMS脉冲偏压下的低温沉积铬Cr层；所述氮化铬CrN性能承载层(3)为基于同步HiPIMS脉冲偏压下的低温沉积氮化铬CrN层；所述氮化铬硅CrSiN核心防护功能层(4)为基于同步HiPIMS脉冲偏压下的低温沉积氮化铬硅CrSiN层；所述同步HiPIMS脉冲偏压具体为：采用HiPIMS技术进行沉积的过程中中，采用与溅射阴极HiPIMS放电波形同步的脉冲偏压放电模式，通过建立溅射阴极电源与基体偏压电源间交互通讯，将基体加速偏压脉冲与阴极HiPIMS脉冲放电进行同步匹配性设置。2.如权利要求1所述的一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层，其特征在于，所述铬Cr过渡层(2)为的沉积温度低于150℃，厚度为200nm～250nm。3.如权利要求2所述的一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层，其特征在于，所述氮化铬CrN性能承载层(3)的沉积温度低于150℃，厚度为1μm～2μm，成分为：Cr的原子百分比为45％～55％，N的原子百分比为45％～55％。4.如权利要求3所述的一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层，其特征在于，所述氮化铬硅CrSiN核心防护功能层(4)的沉积温度低于150℃，厚度为5μm～8μm，成分为：Si的原子百分比为5％～10％，Cr的原子百分比为45％～50％，N的原子百分比为40％～45％。5.一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层制备方法，其特征在于，如权利要求1～4任一所述的一种轻质合金构件表面纳米多层耐蚀涂层，通过以下方法制备得到，步骤如下：(一)将轻质合金基体(1)安装在高功率脉冲磁控溅射设备镀膜真空室的工件架上，镀膜真空室内温度加热至100℃～150℃，腔室真空度优于或者等于2
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10
‑3Pa；高功率脉冲磁控溅射设备的功率在千瓦量级；(二)镀膜真空室内通入氩Ar气，至真空度为1.5
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10
‑2Pa～5.0
×
10...

【专利技术属性】
技术研发人员：贵宾华，杨拉毛草，周晖，马占吉，张延帅，冯兴国，汪科良，郑玉刚，蒋钊，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：