一种高温低摩擦CrAlSiON纳米复合涂层及其制备方法与流程

文档序号:11937640阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高温低摩擦CrAlSiON纳米复合涂层,其特征在于:由CrN过渡层和CrAlSiON功能层组成;CrN过渡层中各元素的原子百分比含量为:Cr:55~75at.%,N:25~45at.%;CrAlSiON功能层中各元素的原子百分比含量为:Al:20~35at.%,Cr:10~20at.%,Si:2~12at.%,O:5~43at.%,N:10~53at.%。

2.一种权利要求1所述的高温低摩擦CrAlSiON纳米复合涂层的制备方法,其特征在于包括下述步骤:

(1)金属基体清洗:将金属基体抛光处理,然后先后用丙酮、酒精超声清洗10~20min,再用氮气吹干后装入真空室内;

(2)Ar和金属离子轰击:打开加热器升温至300~500℃,将真空室抽真空至真空度1.0~8.0×10-3Pa以下;然后通入200~300sccm的Ar气,设置工件支架偏压-800~-1000V,对金属基体表面进行溅射清洗,轰击时间10~20min;再将偏压降至-600~-800V,点燃Cr靶,靶材电流60~150A,用高能Cr离子轰击金属基体3~15min;

(3)沉积CrN过渡层:将偏压调至-100~-200V,通入200~300sccm的N2气,调节气压至1.0~3.0Pa,沉积CrN过渡层5~20min;

(4)沉积CrAlSiON功能层:通入O2,控制气压在1.0~3.0Pa,点燃CrAlSi靶,靶材电流60~150A,偏压-60~-150V,沉积时间1~2小时;

(5)关闭电弧电源,待真空室温度降至室温,打开真空室取出金属基体,在金属基体表面形成的涂层即为高温低摩擦CrAlSiON纳米复合涂层。

3.根据权利要求2所述的高温低摩擦CrAlSiON纳米复合涂层的制备方法,其特征在于:所述CrN过渡层和CrAlSiON功能层的厚度分别为0.2~1.5μm和1.5~4μm。

4.根据权利要求2所述的高温低摩擦CrAlSiON纳米复合涂层的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,所述CrAlSi靶的各元素原子百分比为Cr:20~35at.%,Al:55~70at.%,Si:5~20at.%。

5.根据权利要求2所述的高温低摩擦CrAlSiON纳米复合涂层的制备方法,其特征在于:步骤(4)中,O2占总的反应气体的比例为2~25%,总的反应气体包括O2和N2

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