一种超厚超硬涂层及其制备方法技术

技术编号:7931822 阅读:265 留言:0更新日期:2012-10-31 22:03
本发明专利技术提供一种超厚超硬涂层及其制备方法,包括沉积于基体表面的Ti底层、制备于Ti底层上的TiN过渡层以及制备于TiN过渡层上的TiAlSiCN涂层,该超厚超硬涂层的厚度≥20微米,制备时以柱型电弧Ti靶作为Ti源,以平面磁控溅射Si靶、Al靶和C靶作为相应的Si、Al和C的来源,采用Ar作为离化气体,采用N2作为反应气体,本发明专利技术显著的提高了基体对TiAlSiCN涂层的结合力,使制备于基体上的TiAlSiCN涂层的厚度显著提高;本发明专利技术在TiN涂层中加入Si、C、Al元素,形成五元成分的TiAlSiCN涂层材料,使涂层材料的硬度、耐磨性、减摩性、抗高温氧化以及抗腐蚀性能进一步提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂层材料制备领域,具体涉及一种超厚超硬TiAlSiCN涂层及其制备方法。
技术介绍
超硬涂层是指硬度> 40GPa的一类涂层材料,目前在机械切削刀具、成型模具加工和各种零部件的表面耐磨损及抗氧化性能强化上应用广泛。近年来采用气相沉积技术制备20微米以上的超厚超硬涂层,以代替等离子体喷涂的陶瓷涂层或电镀的金属涂层,正成为超硬涂层领域的研究热点。采用气相沉积技术制备的这种超厚超硬涂层具有膜层微观结构致密、硬度高、耐磨损、抗腐蚀(含抗冲蚀)、抗氧化及强韧性协调好等优点,在航空、航天、机械、化工及能源电力等领域的许多产品关键零部件表面强化,提高其使用寿命和安全性上具有巨大的应用潜力。例如,法国幻影机的一、二级压气机叶片上沉积TiN超厚涂层,使 用1600小时仍保持完好,俄罗斯已将TiN超厚涂层成功应用于米-24、米-28直升机发动机引擎螺旋浆叶片及转子叶片的冲蚀防护,美国在直升机压气机叶片上沉积的纳米复合超硬TiSiCN涂层的厚度已达560微米,显著提高了叶片的抗磨损和抗冲蚀能力。目前传统的气相沉积技术只能制备厚度10微米以下的超硬涂层,主要原因是涂层制备过程中残余应力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超厚超硬涂层,其特征在于:包括沉积于基体表面的Ti底层、制备于Ti底层上的TiN过渡层以及制备于TiN过渡层上的TiAlSiCN涂层,该超厚超硬涂层的厚度≥20微米。

【技术特征摘要】
1.一种超厚超硬涂层,其特征在于包括沉积于基体表面的Ti底层、制备于Ti底层上的TiN过渡层以及制备于TiN过渡层上的TiAlSiCN涂层,该超厚超硬涂层的厚度> 20微米。2.根据权利要求I所述一种超厚超硬涂层,其特征在于所述超厚超硬涂层的Ti源为柱型电弧Ti IE, Si、Al和C的来源为相应的平面磁控溅射Si靶、Al靶和C IE, N的来源为用作反应气体的N2。3.一种制备如权利要求I所述超厚超硬涂层的方法,其特征在于包括以下步骤 1)将预处理后的基体放入真空室,开始抽真空并加热到200°C,当真空室气压达到6Pa时,开偏压到-1000V对真空室进行轰击清洗,持续30min ;然后开柱型电弧Ti祀,柱弧电流为100A,利用电弧进一步对真空室轰击清洗,持续5min ; 2)经过步骤I)后,向真空室通入Ar,通过调节Ar流量将真空室气压调至0.3Pa,然后开启柱型电弧Ti靶,柱弧电流为100A...

【专利技术属性】
技术研发人员:马胜利徐可为李泽宇
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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