[发明专利]一种高温低摩擦系数硬质涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将由金属Mo与B₄C构成的复合靶和基底分别置于磁控溅射设备真空室内的阴极和样品台上；

2)对磁控溅射设备真空室抽真空，然后用氩离子束溅射清洗基底表面；

3)向磁控溅射设备真空室内通入氩气和氮气，磁控溅射复合靶，并在沉积过程中用氮离子束对沉积中的涂层进行辅助轰击，得到高温低摩擦系数硬质涂层。

2.根据权利要求1所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的复合靶中的金属Mo与B₄C的面积比为20:1～2:1，Mo的纯度为99.99％、B₄C的纯度为99.9％，复合靶与基底间的距离为80～120mm。

3.根据权利要求1所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述的基底为金属基底或陶瓷基底，其中金属基底为钢、铸铁或硬质合金。

4.根据权利要求1所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中将磁控溅射设备真空室内的真空度抽到≤5×10^-4Pa后，用能量为800～1000eV、束流密度为10～20μA/cm²的氩离子束溅射清洗基底表面至少10min。

5.根据权利要求1所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中通入的氩气和氮气的流量比为1:1～1:10，工作气压为0.1～2Pa。

6.根据权利要求1所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中磁控溅射的功率为100～300W，时间为120～240min。

7.根据权利要求1所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中在沉积过程中用能量为500eV～2000eV、束流密度为5～10μA/cm²的氮离子束对沉积中的涂层进行辅助轰击。

8.根据权利要求1所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中在磁控溅射结束后，停止通入氩气和氮气，保持真空状态，至基底温度≤60℃。

9.权利要求1-8中任意一项所述的高温低摩擦系数硬质涂层的制备方法制得的高温低摩擦系数硬质涂层，其特征在于：该高温低摩擦系数硬质涂层为Mo-B-C-N四元涂层，其中C元素的原子百分比为2～12％，B元素的原子百分比为0.5～8％，Mo元素的原子百分比为55～42％，N元素的原子百分比为44～38％。

10.根据权利要求9所述的高温低摩擦系数硬质涂层，其特征在于：该高温低摩擦系数硬质涂层的硬度为27～31GPa，常温下的摩擦系数≥0.23，600℃时的摩擦系数≥0.15。