一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构及其制备工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108486534A(43)申请公布日2018.09.04(21)申请号201810412284.3C23C14/02(2006.01)(22)申请日2018.05.03(71)申请人晋中经纬化纤精密制造有限公司地址030600山西省晋中市榆次区经纬路150号申请人上海壳瑞微材料科技有限公司(72)发明人曹尉华王晓伟李士华代彦斌鲍现根杨帆(74)专利代理机构北京盛凡智荣知识产权代理有限公司11616代理人戴翔(51)Int.Cl.C23C14/34(2006.01)C23C14/16(2006.01)C23C14/06(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构及其制备工艺(57)摘要本发明公开了一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，包括钽、不锈钢喷丝头本体、过渡层和复合离子膜纳米涂层，所述过渡层设于钽、不锈钢喷丝头本体外侧，复合离子膜纳米涂层设于过渡层外侧，复合离子膜纳米涂层设于出丝面侧，制备工艺包括a工件前处理→b进真空炉→c等离子体清洗→d离子轰击→e沉积过渡层→f复合离子膜纳米涂层→g梯度冷却→h出炉。本发明属于纳米复合涂层技术领域，本方案结构可显著增强钽、不锈钢喷丝头(板)的抗划伤、抗变形、抗磨损性能，提高喷丝头寿命，使孔道内的粗糙度和出丝面的粗糙度得到大幅提高，光洁度提高二个等级，能够完全替代贵金属黄铂合金喷丝头，在大大提升纤维质量的同时，也大幅降低生产成本。CN108486534ACN108486534A权利要求书1/2页1.一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，其特征在于：包括钽、不锈钢喷丝头本体、过渡层和复合离子膜纳米涂层，所述过渡层设于钽、不锈钢喷丝头本体外侧，复合离子膜纳米涂层设于过渡层外侧，复合离子膜纳米涂层设于钽、不锈钢喷丝头本体的出丝面侧。2.根据权利要求1所述的一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，其特征在于：所述过渡层为Ti过渡层或Cr过渡层。3.根据权利要求1所述的一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，其特征在于：所述复合离子膜纳米涂层为Ti复合离子膜纳米涂层、Cr复合离子膜纳米涂层、Zr复合离子膜纳米涂层、TiAl复合离子膜纳米涂层、TiAlSi复合离子膜纳米涂层、CrAl复合离子膜纳米涂层、CrAlSi复合离子膜纳米涂层的一种。4.根据权利要求1所述的一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，其特征在于：所述钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构的厚度为0.2-1.2um。5.根据权利要求1所述的一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，其特征在于：所述过渡层的厚度为0.02-0.12um。6.根据权利要求1所述的一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，其特征在于：所述钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构的表面硬度为HV2000～4000。7.根据权利要求1所述的一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构，其特征在于：所述钽、不锈钢喷丝头本体为钽钢喷丝头本体或不锈钢喷丝头本体。8.一种钽、不锈钢喷丝头纳米复合涂层结构的制备工艺，其特征在于，包括a工件前处理→b进真空炉→c等离子体清洗→d离子轰击→e沉积过渡层→f复合离子膜纳米涂层→g梯度冷却→h出炉，具体步骤如下：a工件前处理：工件是指材质为钽、不锈钢的喷丝头，在其加工制作完成后，因加工制作过程、环境或人为因素，导致其表面含有油污、杂质、垃圾，需将其在除油溶液和除杂质溶液中，分别超声波清洗5-30分钟，去除表面油污和其它的附着物，再放入酒精或丙酮中超声波清洗5-20分钟，最后放入干燥烘箱里烘干，烘烤温度80-150℃，烘烤时间10-30分钟，完毕后，将工件装入专用治具后，并及时装入涂层设备的真空炉内，以减少工件再次受到污染的几率；b进真空炉：当工件放入真空炉以后，进行抽真空及升温，真空抽到10×10-3Pa，温度150-400℃，保温10-30分钟；c等离子体清洗：向真空炉内通高纯Ar气体，通过气体流量控制系统，将炉内压力控制在2-5Pa，开启偏压电源，电压300-800V，占空比20％-80％，进行辉光放电清洗，清洗时间为15-30分钟，延长清洗时间，可提高清洗效果；d离子轰击：将偏压调整为400-800V，占空比20％-80％，开启Ti或Cr靶材，靶电流40-80A，离子轰击1-3分钟；e沉积过渡层：通过调整Ar流量，将炉内真空值调整为0.4-0.8Pa，迅速将偏压电源电压调整为80-250V，占空比调整为20-60％，保持开启Ti或Cr靶材，靶电流40-60A，沉积5-15分钟；f复合离子膜纳米涂层：偏压电源的电压及占空比保持原有状态不变，通入高纯N2气体，真空炉内气压0.4-0.8Pa，开启Ti、Cr、Zr、TiAl、Ti