洁处理
[0026]采用具有多步骤多槽(除油一漂洗一超声清洗一漂洗一酸性溶液清洗一碱性溶液中和一漂洗一去离子水漂洗一防腐剂漂洗)的设备清洗，然后将工件无油压缩空气吹干待用。
[0027]步骤二、铁基、钛基高尔夫球头表面高能离子束辅助氮化表面处理
[0028]将上述清洗干净的工件置入真空室工件架，炉内通入Ar和N2，控制真空室压力为0.5 - 10Pa，接通偏压600 — 1000V，炉内产生气体辉光放电现象，然后启动离子源，离子源阳极为辅助阳极。根据本实用新型的一个优选实施方案，真空室压力控制在IPa，氮气流速:氩气流速=2:1 ;采用空心阴极枪作为离子源，采用内径为6毫米的钽管作为阴极，施加120A电流。氮化处理30分钟?I个小时后关闭偏压电源和离子源和通入的气体。氮化层厚度可以达到5-10微米，表面显微硬度超过HV800。该氮化工艺与传统离子氮化的差异是可在低温状态实现氮化，不需要辅助加热，氮化温度低于200°C。
[0029]步骤三、工件炉内刻蚀
[0030]采用空心阴极枪作为离子源。在真空室内通入氩气，维持炉内真空压力为0.1 -0.3Pa,优选0.2Pa，启动炉内刻蚀模式，辅助阳极和阴极钽管组成回路系统，施加120 —150A直流电流，在待镀工件上施加脉冲偏压300 - 500V，刻蚀时间20 — 40分钟后，关闭离子源，转入制备金属过渡层的步骤。
[0031]步骤四、工件表面制备金属过渡层
[0032]采用空心阴极蒸镀。真空室内通入氩气，并维持真空压力为0.2 — 0.5Pa，开动真空阴极枪的镀膜模式，将阴极钽管和坩祸阳极连成电路回路系统，施加150 - 200A的直流电流，并聚焦等离子体束斑尺寸，蒸发坩祸内放置的金属，这些蒸发的金属与空心阴极的等离子体相互作用，获得较高的离子化效率。放置的金属可以是纯钛、纯铬、纯锆、或TiAl合金、CrAl合金。通过脉冲偏压对工件施加150 - 300V的偏压，在偏压作用下，金属离子高能轰击工件表面，并沉积为金属过渡层。在工件表面获得0.2 — 0.5微米厚的金属过渡层后关闭蒸镀系统。该过渡层的特点是致密、无恪滴。
[0033]步骤五、工件表面制备多层复合不锈钢色涂层
[0034]采用多弧离子镀技术制备PVD涂覆层。PVD真空镀膜炉内有6金属靶位，其中4个纯Cr靶，2个其它金属靶则为Ti，TiSi, CrAl, TiAl, Zr, Nb中的一种或两种，金属靶到工件表面的距离200mm。通入工作气体氩气50sCCm，通过调节通入的反应气体种类(氮气、甲烷、氧气)和流量实现复合多层涂层。开动其中4 - 6个靶，沉积速率测定为1-1.4微米/小时，根据不同的真空炉配置状况等，该速率有差异。在工件表面施加偏压，在整个制备过程中，偏压由100V降低到50V，平均降低速率为50V/涂制时间。通入的所有气体(工作气体和反应气体)保持涂覆过程中真空室总压力为0.3 — 0.6Pa。
[0035]制备的不锈钢色涂层结构为[CrN- (Cr，X)NQ]n，其中X代表Al，Ti，Si，Zr，Nb中的一种或多种复合添加，Q代表C、O或CO复合。复合涂层由成分不同的两层周期性重复组成。在第一个周期中，靠近基体一侧的层成分为CrN，通入真空室的反应气体为氮气；控制(Cr，X)NQ中金属/非金属的燕子比例为1，其中Cr的原子含量占所有金属含量的80 —100%;氮原子含量占非金属元素含量的90%，氧和碳占10%。总的PVD涂覆层厚度为I 一
1.5微米，至少包含3个周期。
[0036]制得的复合涂层共有3个周期。制备的PVD涂层采用Melonta光度计测试结果为L = 81.2, a* = 0.45, c* = 1.95，与不锈钢色一致。在Tabler摩擦一上用IlOOg载荷摩擦5000次后，未暴露基体，在5.5% NaCl中性盐雾试验48小时后未见锈斑。涂层在3.5kg载荷作用下的耐磨次数超过1000次，在5.5% NaCl盐雾试验不出现锈斑的时间超过96小时。
[0037]制得的复合涂层共有4个周期。制备的PVD涂层采用Melonta光度计测试结果为L = 80.81，a* = 1.02，c* = 1.79，与不锈钢色一致。在Tabler摩擦一上用IlOOg载荷摩擦5000次后，未暴露基体，在5.5% NaCl中性盐雾试验96小时后未见锈斑。
【主权项】
1.一种具有不锈钢色的陶瓷涂层高尔夫球头，高尔夫球头为椭球状，其特征在于，所述高尔夫球头在铁基基体上设有多个涂层，从铁基基体由内到外分别为基体离子氮化层、过渡金属层和[CrN - ((^，幻觸^复合涂层；所述[CrN - (Cr, X)NQ] n复合涂层是由CrN层和CrNaPatl5Ca Jl依次周期性叠合形成；所述X为Al、T1、S、Zr或Nb，所述Q为非金属元素C和/或O ;所述η为CrN层和CrNtl.Watl5Ca Jl重复周期数，为等于3或大于3的整数； 所述基体离子氮化层的厚度为10 - 100微米；所述过渡金属层的厚度为0.2 - 0.5微米；所述[CrN - (Cr, X) NQ]η复合涂层的厚度为0.3-1微米；CrN层与CrN ^Oatl5CaJl的厚度为30 - 50纳米。2.根据权利要求1所述的具有不锈钢色的陶瓷涂层高尔夫球头，其特征在于，所述[CrN - (Cr, X) NQ] n复合涂层是由CrN层和CrN Cl9Oatl5CaJl 3 -5个重复周期依次叠合形成。3.根据权利要求1所述的具有不锈钢色的陶瓷涂层高尔夫球头，其特征在于，所述CrN层与CrNa 900.05C0.C15层的厚度比为1:1。4.根据权利要求1所述的具有不锈钢色的陶瓷涂层高尔夫球头，其特征在于，所述铁基基体为17 — 4铁基基体。5.根据权利要求1所述的具有不锈钢色的陶瓷涂层高尔夫球头，其特征在于，所述过渡金属层的金属为T1、Cr、Zr、TiAl或者CrAl。
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有不锈钢色的陶瓷涂层高尔夫球头，高尔夫球头为椭球状，所述高尔夫球头在铁基基体上设有多个涂层，从铁基基体由内到外分别为基体离子氮化层、过渡金属层和[CrN‐(Cr,X)NQ]n复合涂层；所述[CrN‐(Cr,X)NQ]n复合涂层是由CrN层和CrN0.9O0.05C0.05层依次周期性叠合形成；基体离子氮化层的厚度为10‐100微米；过渡金属层的厚度为0.2‐0.5微米；[CrN‐(Cr,X)NQ]n复合涂层的厚度为0.3‐1微米。本实用新型合理控制涂层结构，达到抛光不锈钢色的色调，涂层的硬度超过HV1800，具有优异的耐盐雾腐蚀性能，且本身具有优异的硬度。
【IPC分类】C23C8/38, C23C14/06, A63B102/32, B32B15/04, C23C14/18, C23C28/00, A63B53/04, C23C14/32, B32B9/04
【公开号】CN204644474
【申请号】CN201520191567
【发明人】苏东艺
【申请人】广州今泰科技股份有限公司
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年3月31日