一种钨表面阻氧膜及其制备方法.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CN111441024A(43)申请公布日2020.07.24(21)申请号202010355597.7(22)申请日2020.04.29(71)申请人金堆城钼业股份有限公司地址710077陕西省西安市高新区锦业一路88号(72)发明人唐军利(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人弓长(51)Int.Cl.C23C14/35(2006.01)C23C14/16(2006.01)C23C14/06(2006.01)C23C14/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种钨表面阻氧膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种钨表面阻氧膜，包括钨基体，钨基体表面镀有复合膜层，复合膜层依次为铝层、第一氮化铬铝层、铬层、第二氮化铬铝层，复合膜层的底层为铝层，复合膜层的顶层为第二氮化铬铝层。本发明还公开了该阻氧膜的制备方法，首先，将钨基体表面打磨、抛光；再将钨基体依次置于碱溶液和酸溶液中，进行超声波清洗；最后将钨基体置于镀膜机，采用PVD法镀制阻氧膜。钨表面经处理后，不仅可以耐800℃高温，而且具有优良的润滑性能，极大改善了钨工件的使用环境，其硬度可达1800HV以上，该抗氧化膜薄而均匀，保留钨原有尺寸，不影响钨使用尺寸，提高了钨耐高温性和抗氧化性。CN111441024ACN111441024A权利要求书1/1页1.一种钨表面阻氧膜，其特征在于，包括钨基体(1)，所述钨基体(1)表面镀有复合膜层，所述复合膜层依次为铝层(2)、第一氮化铬铝层(3)、铬层(4)、第二氮化铬铝层(5)，所述复合膜层的底层为铝层(2)，所述复合膜层的顶层为第二氮化铬铝层(5)。2.根据权利要求1所述的一种钨表面阻氧膜，其特征在于，所述铬层(4)和铝层(2)的厚度均为50～100nm，所述复合膜层的厚度为1～3μm。3.一种如权利要求2所述的钨表面阻氧膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤1，将钨基体表面打磨、抛光；抛光后钨基体表面粗糙度为0.4～0.6μm；步骤2，将钨基体依次置于碱溶液和酸溶液中，进行超声波清洗；步骤3，将钨基体置于镀膜机，采用PVD法镀制阻氧膜。4.根据权利要求3所述的一种钨表面阻氧膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，碱溶液为质量百分比为30～40％的氢氧化钠溶液，酸溶液为质量百分比为30～40％的盐酸溶液，超声波清洗的时间均为20～40分钟，并用纯水冲洗干净。5.根据权利要求3所述的一种钨表面阻氧膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，具体为：将圆饼状铝靶材、铬铝靶材及铬靶材分别置于镀膜机的溅射源凹槽内，钨基体悬挂于镀膜腔室内，依次进行磁控溅射，得到阻氧膜，磁控溅射温度为450℃～500℃，铝靶材、铬靶和铬铝靶的电压和电流分别为15～20V、80～130A。2CN111441024A说明书1/4页一种钨表面阻氧膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于金属表面加工技术领域，具体涉及一种钨表面阻氧膜，还涉及该阻氧膜的制备方法。背景技术[0002]钨是一种难熔金属，因其具有优良的导电、导热性，并且熔点高、强度大、线膨胀系数小、抗蚀性强以及高温力学性能良好，因而广泛应用于航空航天、发电、核反应堆、军事工业、化学工业、电子工业和玻璃制造业等领域。钨应用于上述领域需要有保护气体(如氮气、氩气等)或真空环境，因为钨在空气中加热到400℃时开始氧化，随着温度升高，氧化加剧，在更高的温度下，钨逐渐被氧化成疏松膨胀的黄色的三氧化钨，空气湿度较大时，即使在常温下钨也会被逐渐氧化，在其表面上覆盖一层蓝紫色的中间氧化薄膜。所以，钨的氧化和挥发现象影响了其高温力学性能，限制了钨的应用。[0003]目前解决钨氧化的途径有两条，一是掺杂，二是外加涂层。钨的掺杂程度很小，当加入抗氧化性的合金元素量稍多时，合金的性能变差，脆性大，难以加工，所以用掺杂的方法难以从根本上改变钨的抗氧化能力，而且还会影响到它的许多的高温性能，如高温强度、耐冲击性、耐热震性和抗蠕变性等。钨涂层得到大量研究，常见有烧结涂层、熔渗涂层等，但大多存在涂层厚、不均匀、与基体结合力不强、相容性差等缺点。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种钨表面阻氧膜，提高了钨的耐高温性和抗氧化性。[0005]本发明的另一个目的是提供一种钨表面阻氧膜的制备方法，该种方法制备过程简单且成本低。[0006]本发明所采用的技术方案是，一种钨表面阻氧膜，包括钨基体，钨基体表面镀有复合膜层，复合膜层依次为铝层、第一氮化铬铝层、铬层、第二氮化铬铝层，复合膜层的底层为铝层，复合膜层的顶层为第二氮化铬铝层。铬层和铝层的厚度均为50～100nm，复合膜层的厚度为1～3μm。[0007]本发明所采用另一的技术