一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层及其制备方法.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CN108193173A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201711479913.6C23C14/02(2006.01)(22)申请日2017.12.29(71)申请人马鞍山市安工大工业技术研究院有限公司地址243000安徽省马鞍山市经济技术开发区太白大道578号(72)发明人张林张世宏蔡飞温永红杨英林玥(74)专利代理机构南京申云知识产权代理事务所(普通合伙)32274代理人邱兴天(51)Int.Cl.C23C14/32(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层及其制备方法，由模具基体到表面依次包括Cr粘结层、Cr/CrN纳米多层结构的过渡层和CrNiN工作层，所述Cr粘结层涂覆在模具基体上，所述CrNiN工作层中，按照原子数百分比计，包括Cr30～45％，Ni15～25％，N35～50％。用电弧离子镀技术在轮胎的模具基体表面依次沉积得到Cr粘结层、Cr/CrN纳米多层结构的过渡层和CrNiN工作层，各层界面相互匹配，涂层具有较好的结合力和韧性，增强了整个轮胎模具的耐磨性能、耐腐蚀性能和抗粘附性能，提高了其使用寿命。轮胎模具的涂层采用绿色环保方法制造，且增强了脱模能力，解决了轮胎模具容易粘胶和污染问题，模具表面水接触角达到110°以上。CN108193173ACN108193173A权利要求书1/1页1.一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层，其特征在于，由模具基体到表面依次包括Cr粘结层、Cr/CrN纳米多层结构的过渡层和CrNiN工作层，所述Cr粘结层涂覆在模具基体上，所述CrNiN工作层中，按照原子数百分比计，包括Cr30～45％，Ni15～25％，N35～50％。2.根据权利要求1所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层，其特征在于，所述模具基体为模具钢或铝合金模具。3.根据权利要求1所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层，其特征在于，所述Cr粘结层的厚度为0.1～0.5μm。4.根据权利要求1所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层，其特征在于，所述Cr/CrN纳米多层结构的过渡层为至少交替沉积10次的Cr层和CrN层，过渡层的总厚度为2～5μm，每个Cr层的厚度为70～110nm，每个CrN层的厚度为80～125nm。5.根据权利要求1所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层，其特征在于，所述CrNiN工作层的厚度为1～2μm。6.一种如权利要求1～5任一项所述的低粘附轮胎模具的多层复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将轮胎的模具基体经过研磨抛光清洗并烘干后放入基片转架上，对基体表面进行辉光放电清洗；(2)粘结层沉积：通入Ar气，打开金属Cr靶，设置基体偏压、靶材电流及沉积温度，沉积纯Cr粘结层；(3)纳米多层结构的过渡层沉积：打开金属Cr靶，通入Ar气和N2气，控制N2气流量，交替沉积Cr层和CrN层；(4)工作层沉积：通入N2气，开启Cr靶和CrNi合金靶，在过渡层上沉积CrNiN工作层。7.根据权利要求6所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，模具基体研磨抛光后表面粗糙度Ra≤0.1μm，辉光放电清洗的条件为：当真空室的本底真空度为5×10-4Pa时，通入Ar气，保持气压为1.0～4.0Pa，基片温度为300～500℃，模具基体偏压为-800～-1000V，轰击时间为5～30min。8.根据权利要求6所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，辉光放电清洗后，工作气体压力调节为0.3～0.8Pa，打开金属Cr靶，靶材电流为60～80A，转架速度控制在2～4rpm，模具基体偏压保持在-100V～-200V，温度加热到450℃，沉积时间为10～60min，获得Cr粘结层。9.根据权利要求6所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，Cr粘结层沉积结束后，保持模具基体温度、工作气压、Cr靶电流不变，基体偏压为-80V～-100V，沉积Cr层，沉积时间为5～10min，完成单个Cr层的沉积，然后通入N2气，N2气流量为400～600sccm，沉积CrN层，沉积时间为6～12min，完成单个CrN层的沉积，通过控制N2气质量流量计开关，重复上述工艺，交替沉积Cr层和CrN层。10.根据权利要求6所述的一种低粘附轮胎模具的多层复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，开启CrNi合金靶开关，调节CrNi合金靶电流