一种耐腐蚀涂层及其制备方法与流程

本发明涉及涂层生产领域，具体涉及一种耐腐蚀涂层及其制备方法。

背景技术：

1、海工装备往往在高湿多盐环境中使用，在此类环境中造成零部件失效的往往是腐蚀，因此海工装备的耐盐雾腐蚀能力要求极高，常见的如要求7-10天连续5％的nacl连续盐雾试验无锈蚀，更进一步，还有如醋酸加速盐雾试验或铜离子加速盐雾试验考核。为实现零部件耐腐蚀能力提升，通常采用两种类型方式，一种是改变零件基体材质，更换为耐蚀钢材，如316l不锈钢或钛合金，一种是进行表面处理，如喷漆、喷塑、电镀，或真空镀。由于装备性能及使用场景要求各不相同，现有技术中并不存在一种方式可以满足所有应用需求，例如不锈钢耐蚀性能好但在很多场合无法满足装备对钢材强度的要求；防腐漆可以很好的隔绝海水腐蚀，但是无法应用在运动部件上；电镀cr、cd综合性能优异，但环境污染问题十分严重，且在恶劣摩擦环境中寿命依然不足。因此，有必要针对该问题进行解决。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种耐腐蚀涂层，其既能耐盐雾、酸碱腐蚀，且表面硬度高、摩擦系数低。

2、本发明采取的技术方案具体如下。

3、一种耐腐蚀涂层，其特征在于：包括基底(工件)表面由内至外依次设置的种子层、支撑层、过渡层和保护层，种子层为cr层，支撑层为crn，过渡层为crcn，保护层为tac。

4、具体的方案为：种子层的厚度0.1～0.5μm，支撑层的厚度2～4μm，过渡层的厚度0.05～0.2μm，保护层的厚度2～4μm。

5、种子层采用溅射镀膜的方式制取得到。支撑层采用溅射镀膜的方式制取得到。过渡层同时采用溅射镀膜和纯离子镀膜的方式在支撑层的表面制备得到。保护层采用纯离子镀膜的方式制取得到。

6、采用溅射镀膜的方式制备种子层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4pa，靶电流3～15a，基底偏压80-400v，镀膜温度200～300℃，ar气分压0.3～0.6pa。

7、采用溅射镀膜的方式制备支撑层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4pa，靶电流5～15a，基底偏压120-300v，偏压占空比40％-80％，镀膜温度200～300℃，ar气分压0.3～0.4pa，n2气分压0.1～0.3pa。

8、同时采用溅射镀膜和纯离子镀膜制备支撑层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4pa，cr靶电流5～15a，c靶电流40～60a，c靶过滤电流8～15a，基底偏压120-1500v，偏压占空比10％-80％，镀膜温度200～300℃，ar气分压0.2～0.3pa，n2气分压0.1～0.2pa，c2h2气分压0.05～0.2pa。

9、采用纯离子镀膜制备保护层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4pa，c靶电流60～120a，过滤电流8～15a，基底偏压120-1500v，偏压占空比5％-50％，镀膜温度100～300℃，工艺真空<8×10-4pa。

10、本发明提供的上述技术方中，采用磁控溅射和纯离子镀膜技术复合，综合利用crn涂层及tac涂层二者的优点，规避了单一tac涂层本身内应力大、与基体材料结合强度不够的缺陷，获得了既耐盐雾、酸碱腐蚀，且表面硬度高、摩擦系数低的复合涂层。

技术特征：

1.一种耐腐蚀涂层，其特征在于：包括基底表面由内至外依次设置的种子层、支撑层、过渡层和保护层，种子层为cr层，支撑层为crn，过渡层为crcn，保护层为tac。

2.根据权利要求1所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：种子层的厚度0.1～0.5μm，支撑层的厚度2～4μm，过渡层的厚度0.05～0.2μm，保护层的厚度2～4μm。

3.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：种子层采用溅射镀膜的方式制取得到。

4.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：支撑层采用溅射镀膜的方式制取得到。

5.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：过渡层同时采用溅射镀膜和纯离子镀膜的方式在支撑层的表面制备得到。

6.根据权利要求1或2所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：保护层采用纯离子镀膜的方式制取得到。

7.根据权利要求3所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：采用溅射镀膜的方式制备种子层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4 pa，靶电流3~15a，基底偏压80-400v，镀膜温度200~300℃，ar气分压0.3~0.6 pa。

8.根据权利要求4所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：采用溅射镀膜的方式制备支撑层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4 pa，靶电流5~15a，基底偏压120-300v，偏压占空比40%-80%，镀膜温度200~300℃，ar气分压0.3~0.4 pa，n2气分压0.1~0.3 pa。

9.根据权利要求5所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：同时采用溅射镀膜和纯离子镀膜制备支撑层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4 pa，cr靶电流5~15a，c靶电流40~60a，c靶过滤电流8~15a，基底偏压120-1500v，偏压占空比10%-80%，镀膜温度200~300℃，ar气分压0.2~0.3 pa，n2气分压0.1~0.2 pa，c2h2气分压0.05~0.2 pa。

10.根据权利要求6所述的耐腐蚀涂层，其特征在于：采用纯离子镀膜制备保护层时，调节工艺参数为：本底真空6×10-4 pa，c靶电流60~120a，过滤电流8~15a，基底偏压120-1500v，偏压占空比5%-50%，镀膜温度100~300℃，工艺真空 < 8×10-4 pa。

技术总结
本发明涉及一种耐腐蚀涂层，包括基底表面由内至外依次设置的种子层、支撑层、过渡层和保护层，种子层为Cr层，支撑层为CrN，过渡层为CrCN，保护层为TAC。本发明提供的上述涂层，不仅能耐盐雾、酸碱腐蚀，而且表面硬度高、摩擦系数低。

技术研发人员：夏正卫,张心凤,董中林
受保护的技术使用者：安徽纯源镀膜科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8