[发明专利]一种发动机钢铁材料零件表面抗积碳涂层的制备方法

权利要求书

1.一种发动机钢铁材料零件表面抗积碳涂层的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：

1)表面平整、清洗处理：

发动机钢铁材料零件表面打磨加工，平整样品表面，除去表面污物和铁锈，平整后样品放入丙酮中在超声波作用下浸泡20-35min，除油污和杂质，洁净工作表面，去离子水冲洗消除丙酮沾污；

2)化学抛光：

将步骤1)清洗干净样品投入化学抛光液中化学抛光3-5 min，使表面粗糙度降到0.4μm以下，化学抛光所用溶液为草酸溶液，浓度为50-100g/L，常温常压处理，抛光后去离子水冲洗，吹干待用；

3)热化学分解沉积Si膜：

将上述步骤2）处理样品装入程序控温真空管式炉中，抽真空到3-5Pa，通高纯N₂吹扫，加热使待处理样品升温到500-650℃，以N₂为载气，SiH₄为工作气，气体流量比：N₂ ：SiH₄ =9：1，气体流速为30ml/min~100 ml/min，控制程序控温真空管式炉压力50-200Pa，沉积时间30-120min，得到含有Si组分的表面层；

4)热氧化处理：

将上述步骤3）处理后样品在空气气氛下氧化保温60-120min，温度为500-650℃，压力保持常压，一方面促使吸附在基体材料与Si层交界面处的活性Si原子向基体内部扩散，形成FeSi过渡层，使Si层与金属基体之间不仅有机械的物理结合，还促进了Si组分的梯度变化，强化了Si层与金属基体之间的化学结合，增强涂层与基体结合力；另一方面Si层与空气接触的外表面被氧化生成致密的SiO₂陶瓷钝化膜层，改善表面特性，提高抗积碳性能。

2.根据权利要求1所述的一种发动机钢铁材料零件表面抗积碳涂层的制备方法，其特征在于：所述的发动机钢铁材料零件为灰铸铁、球墨铸铁或40铬钢。

3.根据权利要求1所述的一种发动机钢铁材料零件表面抗积碳涂层的制备方法，其特征在于：所述的程序控温真空管式炉，所选用的气源为99.99%的高纯N₂，99.99%的高纯SiH₄。