一种氮化钛纳米多层涂层叶轮及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN103057205103057205B(45)授权公告日2014.10.22(21)申请号201310023985.5CN201538067U,2010.08.04,US2007284255A1,2007.12.13,(22)申请日2013.01.23CN1314323A,2001.09.26,(73)专利权人鲁东大学CN101417333A,2009.04.29,地址264025山东省烟台市芝罘区红旗中路黄选民等.氮化钛涂层及其复合涂层的研究184号进展.《电镀与精饰》.2009,(72)发明人王亮申刘长霞孙军龙杨镇宁审查员楚大顺(51)Int.Cl.B32B15/04(2006.01)B32B9/04(2006.01)C23C14/02(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/32(2006.01)C23C14/16(2006.01)(56)对比文件CN2225543Y,1996.04.24,CN101092959A,2007.12.26,权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称一种氮化钛纳米多层涂层叶轮及其制备方法(57)摘要本发明属于输送各种流体介质的化学工业用耐腐蚀泵领域，特别涉及一种氮化钛纳米多层涂层叶轮及其制备工艺，叶轮基体材料为25钢，叶轮基体表面为氮化钛高硬度涂层，叶轮基体与表面氮化钛高硬度涂层之间含有一层钛过渡层。具体工艺包括前处理、离子清洗、沉积钛过渡层、沉积表面氮化钛高硬度层。氮化钛纳米多层涂层叶轮可以保持较高硬度的同时提高涂层的韧性和与基体间的结合强度，从而提高涂层的耐冲击性和耐磨性，延长叶轮的使用寿命；该制备工艺容易掌握，生产过程稳定可靠。用该方法制备的叶轮，与未涂层的叶轮相比，耐磨性和耐腐蚀性能有大幅度提高；该氮化钛纳米多层涂层可广泛用于各种耐腐蚀泵类叶轮的涂层。CN103057205BCN103572BCN103057205B权利要求书1/1页1.一种氮化钛纳米多层涂层叶轮的制备方法，叶轮基体材料为25钢，涂层为纳米钛和氮化钛，叶轮基体表面为氮化钛高硬度涂层，叶轮基体与表面氮化钛高硬度涂层之间含有一层钛过渡层，其特征在于：沉积方式为电弧离子镀沉积200~300nm的钛过渡层，然后沉积厚度为500~600nm的氮化钛，具体步骤如下：(1)前处理：将叶轮基体表面抛光，去除表面油污、锈迹杂质，然后依次放入酒精和丙酮中，超声波清洗各30min，去除叶轮基体表面油污和附着物，电吹风干燥充分后迅速放入镀膜机，抽真空至5.0×10-3Pa，加热至420℃，保温100~130min；(2)离子清洗：通氩气，其压力为1.5Pa，开启偏压电源，电压800V，占空比0.2，辉光放电清洗40min；降低偏压至600V，占空比0.2，开启离子源离子清洗60min，开启钛靶的电弧源，偏压400V，靶电流50A，离子轰击钛靶10min；(3)沉积钛过渡层：调整氩气气压0.5~0.6Pa，偏压降至250V，沉积温度250℃，钛靶电流80A，电弧镀钛过渡层10~15min；(4)沉积氮化钛层，氩气气压0.5Pa，偏压200V，沉积温度300℃，电弧镀氮化钛层30min；(5)后处理：关闭各电源，离子源及气体源，涂层结束。2CN103057205B说明书1/2页一种氮化钛纳米多层涂层叶轮及其制备方法技术领域[0001]本发明属于材料涂层领域和化学工业用耐腐蚀泵领域，特别涉及一种氮化钛纳米多层涂层叶轮及其制备工艺。背景技术[0002]目前，广泛用于化工、石油、制药、农药、酸洗、染料、油漆、冶炼、造纸、电镀、矿山、冶金、食品等行业输送液体的离心泵有许多种，对于输送腐蚀介质的离心泵的耐腐蚀问题一直是广大科技工作者关注的问题。现有的耐腐蚀泵主要采用钛合金、不锈钢、玻璃钢、硅铁、氟塑料、超高分子量聚乙烯等耐腐蚀材料制成。其中有的材料价格较贵，有的材料制造工艺复杂，尤其是有的材料对强腐蚀介质的抗腐蚀性差或在热加工过程中产生剧毒物质，降低了其使用寿命并严重影响了耐腐蚀泵的推广应用。[0003]氮化钛、氮化锆等氮化物自上世纪70年代成功应用于切削刀具的涂层，可使得刀具性能和使用寿命大大提高。氮化物单涂层具有相对较差的韧性和耐磨性，通过制备多层复合结构的涂层可以显著提高硬质涂层的韧性、结合强度和耐磨性等综合性能。纳米多层复合结构已经成为涂层的发展方向发明内容[0004]本发明的目的是克服现有耐腐蚀泵叶轮材料的上述不足，并克服涂层与叶轮基体结合强度小的不足，提供一种氮化钛纳米多层涂层叶轮及其制备工艺，提高叶轮的耐腐蚀性能，与现有技术相比，该方法具有节能、制造工艺简单、制造成本低等特点，可明显