【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于涂层，具体地说，涉及用于电力金具表面强化的复合镀层方法及装置。
技术介绍
1、电力金具的关键核心部件制造涉及到模具成型，主要通过冲压、铸造和锻压等模具工艺。在电器关键部件行业，冲压模具、铸造模具、热锻模和冷锻模等被广泛使用。其中，冲压模具和热作模具是消耗量较大、问题最为突出的模具类型。
2、模具在选材、设计制造、热处理等环节耗费较高的生产成本和制造时间。然而，在恶劣的工作环境中，模具在服役过程中容易发生变形、龟裂、起皱、断裂破坏和表面损伤等现象，使其丧失原有功能，难以达到预期要求。尤其是对于热作模具，例如铜端子热锻模，由于工作环境的恶劣，有时仅仅使用一天就可能失效，导致企业生产成本居高不下，影响正常生产进度和效率。
3、为解决这一问题，纳米涂层表面强化技术成为提高电器关键零部件及其模具性能、延长使用寿命的重要发展方向。通过在金属基体表面形成硬的纳米涂层，结合其塑性和韧性，形成了硬膜/韧基结构，从而在一定程度上实现了表面硬而心部韧的特点。
4、在涂层技术中，硬度的提升通常伴随着应力的增加。这使得涂层在应用过程中受到冷热、交变应力冲击，容易产生裂纹，导致涂层失效。虽然提高硬度有助于提升耐磨性，但过高的硬度也会导致涂层脆性增加，降低其抗裂纹扩展能力，影响耐磨损性能。在电器行业的冲击磨损应用中，人们逐渐认识到涂层的韧性和硬度同样重要。涂层韧性差是导致涂层失效的重要原因。
5、因此，提高涂层的韧性成为当前涂层技术面临的关键技术问题。如何降低涂层的应力、提高其韧性，仍是需要解决的
6、对于电器行业关键核心部件及其模具，具有高硬度和高韧性的涂层材料的研究具有重要的科学研究意义和工程应用价值。这样的涂层不仅能够提供良好的耐磨性，同时也具备足够的韧性，能够抵抗冲击磨损应用中可能发生的裂纹扩展，从而延长关键零部件及模具的使用寿命。
7、总体而言，纳米涂层表面强化技术在提高电器关键零部件及其模具性能方面具有潜在的重要性，但需要解决涂层硬度和韧性之间的平衡问题，以满足电器行业对高性能、高耐久性涂层的需求。
8、有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
2、一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，包括：
3、a、在电力金具表面进行预处理，包括采用酸洗剂进行清洁、表面活化处理和去除氧化物的步骤；
4、b、选择机械过滤弧离子镀以金属合金作为第二靶材进行镀层加工；并用强流脉冲放电的磁镜复合进行处理获得硬层；
5、c、用磁控溅射在硬层上精确沉积高纯度的，形成陶瓷覆盖的韧性层；
6、d、通过重复步骤b和c的交替沉积工艺，确保金属合金层和陶瓷层的精准沉积，以调整复合层的层次结构，减轻内部应力；
7、e、通过大功率磁控溅射技术在表面沉积高纯度zr，同时启动灯丝进行离化蚀刻配合，在表面形成氧化后高温稳定性的zro耐温层；
8、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤b中第二靶材取用的金属合金包括alticrsiwn。
9、作为本专利技术的进一步方案：所述灯丝包括两组或多组。
10、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤c磁控溅射所采用的高纯度材料第一靶材包括cr和zr材料。
11、作为本专利技术的进一步方案：所述步骤b、步骤c、步骤d和步骤e均位于同一封闭空间内加工，所述封闭空间由磁控溅射和灯丝形成微弧氧化环境，且封闭空间内加热恒温20-500摄氏度。
12、作为本专利技术的进一步方案：所述电力金具预处理包括以下步骤：
13、s1、将待处理的电力金具浸泡在酸洗槽中，确保完全覆盖，并使用适当浓度的酸洗剂包括盐酸或硫酸，根据具体要求配置去除电力金具表面的氧化物；
14、s2、定期30-90s搅拌或搅动工件，确保酸液均匀覆盖表面，促进清洗效果；
15、s3、在酸洗剂中添加适量的表面活化剂；
16、s4、将处理过的电力金具转移到中和槽中，使用碱性溶液中和酸洗液，进行多次冲洗，确保完全去除酸性和碱性残留；
17、s5、将电力金具采用烘箱或烘烤设备干燥处理。
18、作为本专利技术的进一步方案：一种用于电力金具表面强化的复合镀层装置，包括由壳体、封门和门板组成的封闭空间；
19、所述封闭空间呈六边形设置；
20、所述壳体的一侧开设有抽气口，所述抽气口的两侧设置有第二加热器，所述封门的内壁对称设置有两个第一加热器；
21、所述壳体的内壁对称固定有两组磁镜复合机械过滤弧离子镀和磁控溅射；
22、所述门板的表面设置有若干组灯丝
23、所述磁控溅射的开口处设置有第一靶材，所述灯丝朝向抽气口的一侧设置有第二靶材。
24、有益效果：
25、本方案从等离子放电机理和电磁场相互作用入手，进行高强韧表面防护涂层材料制备，解决电弧离子镀大颗粒以及磁控溅射离化率低、离子密度低等技术瓶颈，形成cr/crn多层及(zr、cr)/alticrsiwn多层纳米多层复合结构，具体包括通过添加金属层以及结构优化，包括梯度结构和多层结构，可以较好的释放应力，达到增韧效果，在界面上创建复杂的连接面，从而裂纹萌生和扩展时会消耗更多的能量，为了克服硬质涂层的脆性，掺入韧性相，构成由韧性相和硬质相组成的复合涂层，可以达到很好的增韧效果，多层结构设计的涂层由两层或者更多层不同组分或结构的膜层交替叠合而成周期性复合涂层，由于多层结构的涂层具有较强的界面效应，层间耦合效应等，表现出如硬度提高，韧性改善的特性，实现大厚度高强韧涂层体系。
26、下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
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1.一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述步骤b中第二靶材(6)取用的金属合金包括AlTiCrSiWN。
3.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述灯丝(7)包括两组或多组。
4.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述步骤c磁控溅射(4)所采用的高纯度材料第一靶材(5)包括Cr和Zr材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述步骤b、步骤c、步骤d和步骤e均位于同一封闭空间内加工，所述封闭空间由磁控溅射(4)和灯丝(7)形成微弧氧化环境，且封闭空间内加热恒温20-500摄氏度。
6.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述电力金具预处理包括以下步骤：
7.一种用于电力金具表面强化的复合镀层装置，使用权利要求1-6任一项所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀
...【技术特征摘要】
1.一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述步骤b中第二靶材(6)取用的金属合金包括alticrsiwn。
3.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述灯丝(7)包括两组或多组。
4.根据权利要求1所述的一种用于电力金具表面强化的复合镀层方法，其特征在于，所述步骤c磁控溅射(4)所采用的高纯度材料第一靶材(5)包括cr和zr材料。
5.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑革，任永琼，方伟，曹少华，叶炳新，张晓栋，侯俞晓，
申请(专利权)人：永固集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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