[发明专利]一种Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法

权利要求书

1.一种Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：包括下述步骤

步骤一：基体镀前处理与反溅清洗

用300目～1200目的金相砂纸对基材进行研磨抛光，达到镜面状态即可，然后将基材置于超声波容器中进行除油剂清洗，除油剂清洗完成后进行酸洗与去离子水漂洗后在真空干燥炉内烘干，最后将烘干基材置于沉积真空室进行等离子体反溅清洗，

步骤二：Cr(C，N)梯度过渡层沉积

采用JW-500型弧离子增强反应磁控溅射设备在基材表面沉积Cr(C，N)梯度过渡层，首先将环境的真空度抽到5×10^-4Pa，然后充入Ar气，Ar气流量为50sccm，气压为0.5Pa，通气10分钟，接着将N₂与CH₄气的流量分别从0sccm与0sccm逐渐调整至50sccm与40sccm，气压也为0.5Pa，3种气源纯度均为99.99％；将1个磁控Cr靶的溅射功率调到2.0kW、2个柱弧Cr靶的弧电流调到70A，Cr靶纯度均为99.99％，将沉积偏压调到-50V、沉积温度调到200℃，随后打开基片台挡板，沉积30min，沉积厚度约为1μm，

步骤三：Cr-Si-C-N纳米复合涂层沉积

采用JW-500型弧离子增强反应磁控溅射设备，在沉积过渡层后，在不间断真空环境的条件下，继续沉积Cr-Si-C-N纳米复合涂层，在沉积过程中，环境真空度、Ar、N₂与CH₄气体流量和气压、磁控Cr靶溅射功率、柱弧Cr靶弧电流、沉积温度等参数均保持不变，将磁控Si靶溅射功率调到0.5kW，并将基体沉积偏压由-50V调到-200V，沉积时间为1.5～2.0h，沉积厚度约为2～3μm，

步骤四：涂层热处理

在沉积Cr-Si-C-N纳米复合涂层后，不间断真空环境，对试样进行原位退火，其工艺参数为：真空度5×10^-4Pa、退火温度500℃、升温速率10℃/min、保温时间60分钟，保温结束后随炉冷至室温，随后取出。

2.如权利要求1所述的一种Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的基材包括D9、1.4970、316Ti奥氏体不锈钢。

3.如权利要求2所述的一种Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的将基材置于超声波容器中进行除油剂清洗，除油剂的成分包括碳酸钠180g/L、柠檬酸钠50g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚5g/L、磷酸钠40g/L，清洗时间为10～15min。

4.如权利要求3所述的一种Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的酸洗与去离子水漂洗后在真空干燥炉内烘干包括，酸洗采用浓度为10％的盐酸溶液在室温下清洗约5min，随后用去离子水进行冲洗数次；真空干燥箱的真空度为300Pa，烘干温度为150℃，烘烤时间长于1小时。

5.如权利要求4所述的一种Cr-Si-C-N纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的反溅清洗参数为：本底真空度5×10^-4Pa、反溅偏压-200V、溅射Ar气压0.3Pa、反溅时间15min。