一种基体表面的超厚CrSiBN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*CN102825855A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102825855A(43)申请公布日2012.12.19(21)申请号201210253393.8C23C14/35(2006.01)(22)申请日2012.07.20C23C14/06(2006.01)C23C14/14(2006.01)(71)申请人中国科学院宁波材料技术与工程研究所地址315201浙江省宁波市镇海区庄市大道519号(72)发明人王立平蒲吉斌张广安王永欣薛群基(74)专利代理机构北京鸿元知识产权代理有限公司11327代理人陈英俊(51)Int.Cl.B32B9/04(2006.01)B32B15/00(2006.01)C23C14/32(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图11页(54)发明名称一种基体表面的超厚CrSiBN复合涂层及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种基体表面的超厚CrSiBN复合涂层以及采用磁过滤多弧离子镀和磁控溅射一体化装备制备该超厚CrSiBN复合涂层的方法。该超厚CrSiBN复合涂层由自基体表面起依次镀覆的Cr过渡层、CrN支撑层以及CrSiBN抗磨润滑层组成，其中，CrSiBN抗磨润滑层中Si含量为0.5~30%，B含量为0.5~20%。与现有的基体表面的CrN涂层相比，该复合涂层的厚度能够达到20~40μm，具有高硬度、高耐磨、高热稳定性、高耐蚀和抗接触疲劳特性特性，对高载荷和高热负荷发动机活塞环、盘片抛光装备中的大尺寸齿轮等基体更加具有强化与耐蚀防护作用，具有良好的应用价值。CN10285ACN102825855A权利要求书1/1页1.一种基体表面的超厚CrSiBN复合涂层，其特征是：该超厚CrSiBN复合涂层是由自基体表面起依次镀覆的Cr过渡层、CrN支撑层以及CrSiBN抗磨润滑层组成，其中，CrSiBN抗磨润滑层中Si含量为0.5~30%，B含量为0.5~20%。2.如权利要求1所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层，其特征是：所述的超厚CrSiBN抗磨润滑层的厚度高达20~40μm。3.如权利要求1所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层，其特征是：所述的Cr过渡层的厚度为0.1~2μm。4.如权利要求1所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层，其特征是：所述的CrN支撑层的厚度为0.5μ~5μm。5.如权利要求1所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层，其特征是：所述的CrSiBN抗磨润滑层中Si含量为0.5~30%。6.如权利要求1所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层，其特征是：所述的CrSiBN抗磨润滑层中B含量为0.5~20%。7.如权利要求1所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层，其特征是：所述的基体包括发动机活塞环、盘片抛光机齿轮。8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层的制备方法，其特征是：采用磁过滤多弧离子镀和磁控溅射一体化装备，该装备中工件架、多组磁过滤多弧离子源与磁控溅射源位于真空室中，并且磁过滤多弧离子源与磁控溅射源在以工件架为中心轴的真空腔体壁上呈环形结构交替排布；磁过滤多弧离子镀用靶材为Cr靶，磁控溅射靶材为CrB2靶；具体包括如下步骤：步骤1、将除油、除锈后的基体放入磁过滤多弧离子镀和磁控溅射一体化装备的工件架上，本底抽真空，将基体预热至300~450℃，利用氩气等离子体对基体表面进行轰击活化；步骤2、基体表面施加负偏压，利用磁过滤多弧离子镀技术在基体表面沉积Cr过渡层；步骤3、在真空室中通入氮气，利用磁过滤多弧离子镀技术在Cr过渡层表面沉积CrN支撑层；步骤4、在真空室中通入氩气、氮气、硅烷气体，利用磁过滤多弧离子镀与磁控溅射复合技术在CrN支撑层表面沉积CrSiBN抗磨润滑层。9.如权利要求8所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层的制备方法，其特征是：所述的磁过滤多弧离子源与磁控溅射源的组数为2~5组。10.如权利要求8所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤2中，工作气压为0.1~1Pa，离子镀电流为100~150A，基体负偏压为-200~-800V，沉积时间为2~10分钟。11.如权利要求8所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤3中，工作气压为0.1~1Pa，氮气分压占50%~70%，离子镀电流为100~150A，基体负偏压为-100~-300V，沉积时间为20~60分钟。12.如权利要求8所述的基体表面的超厚CrSiBN复合涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤4中，工作气压为0.1~1Pa，氮气分压占20%~50%，硅烷分压占5%~20%，离子镀Cr靶电流为100~150A，直流