[发明专利]一种金属表面沉积铁+钒+钛+氮化钛的多层混合纳米强化层的制备工艺

权利要求书

1.一种金属表面沉积铁+钒+钛+氮化钛的多层混合纳米强化层的制备工艺，其特征是：包括如下步骤：

（1）将金属材料基材放进丙酮和酒精的混合液中进行超声波清洗，取出后烘干；

（2）将金属材料基材固定在炉内的工件架上，工件架公转的同时进行自转；

关闭腔室门，开启真空系统，抽真空度达到极限值范围时，开启加热系统，加热至所设定的温度；

（3）当腔室真空抽至背底真空时，通入氩气，开启偏压电源，对金属材料基材进行轰击活化清洗；

（4）清洗结束后停止通气体，关闭偏压，继续抽真空，抽至背底真空时，通入氩气至所需工作气压，开启偏压电源；

（5）开启纯铁磁控靶的电源，首先沉积一层纳米级纯铁层；

（6）关闭逐步关闭纯铁磁控靶的电源，开启纯钒磁控靶的电源，在已沉积有纯铁纳米级薄膜上混合沉积一层纳米级钒，此时形成的沉积层是：纯铁+铁-钒+钒的混合层；

（7）此时逐步关闭纯钒磁控把电源，开启纯钛磁控把电源，逐步形成纯铁+铁-钒+钒+钒-钛的混合层；

（8）最后仅仅保持钛磁控靶开启，通入氮气，调整氩氮流量比，在纯铁+铁-钒+钒+钒-钛+钛混合纳米过渡层上沉积氮化钛； 

（9）沉积结束后在真空中随炉冷却至60℃以下，取出工件即可。

2.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征是：步骤（1）中所述金属材料基材为钢铁材料、有色金属和铸铁。

3.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征是：步骤（3）中所述的轰击活化清洗金属材料基材表面的工艺参数为：极限真空度3×10^-4 Pa ~1×10^-3Pa，工作气压0.1 Pa～10Pa，负偏压-400V～-800V，清理温度50~500℃，清理时间10 min～30min。

4.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征是：步骤（4）中所述的极限真空度3×10^-4 Pa ~1×10^-3Pa，工作气压0.4 Pa ~0.8Pa，负偏压-50V~-500V。

5.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征是：步骤（5），（6），（7），（8）中所述的沉积层厚度在50 nm ~100nm。

6.根据权利要求1所述的制备工艺，其特征是：步骤（8）中所述的氩氮流量比在1:1-4。