[发明专利]钢工件表面上沉积功能梯度纳米多层涂层的方法以及包含所述功能梯度纳米多层涂层的制品

权利要求书

1.一种在钢工件表面上沉积功能梯度纳米多层涂层的方法，该方法包括如 下步骤：

S400通过空心阴极电子束辅助脉冲偏压多弧离子镀在所述钢工件表面上 沉积Cr基底层；

S500通过空心阴极电子束辅助脉冲偏压多弧离子镀在所述Cr基底层上沉 积CrN过渡层；

S600通过空心阴极电子束辅助脉冲偏压多弧离子镀在所述CrN过渡层上 沉积Cr(C,N)梯度层；

S700通过空心阴极电子束辅助多弧离子镀与脉冲偏压离子束辅助磁控溅 射在所述Cr(C,N)梯度层上沉积(Cr,Al,Si)(C,N)表面层。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤S400包括：在配备有空心阴极放 电电子枪、反应炉、惰性气体通入装置和四个Cr靶弧源的离子镀膜机中，在如 下条件下进行所述Cr基底层的沉积：

通过所述惰性气体通入装置向所述反应炉内通入Ar气；

保持所述反应炉内的真空度为(5.0～9.0)×10^-3Pa，

所述空心阴极放电电子枪的电流为80～120A，

对所述钢工件施加的脉冲负偏压为-200～-100V，

所述四个Cr靶弧源阴极弧靶电流是相同或不同的，并且各自独立地为 50～80A，

工作时间为15～30分钟，和

温度为不超过300℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤S500包括：在配备有空心阴极放 电电子枪、反应炉、惰性气体通入装置、N₂通入装置和四个Cr靶弧源的离子镀 膜机中，在如下条件下进行所述CrN过渡层的沉积：

通过所述惰性气体通入装置向所述反应炉内通入Ar气；

通过所述N₂通入装置向所述反应炉内通入N₂，通入的N₂气流量为 80～200mL/Min，

保持所述反应炉内的真空度为(2.0～5.0)×10^-2Pa，

所述四个Cr靶弧源阴极弧靶电流是相同或不同的，并且各自独立地为 50～80A，

所述空心阴极放电电子枪的电流为120～160A，

对所述钢工件施加的脉冲负偏压：-200～-100V，

工作时间20～40分钟，和

温度为不超过300℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤S600包括：在配备有空心阴极放 电电子枪、反应炉、惰性气体通入装置、N₂通入装置、C₂H₂通入装置和四个Cr 靶弧源的离子镀膜机中，在如下条件下进行所述Cr(C,N)梯度层的沉积：

通过所述N₂通入装置向所述反应炉内通入N₂，通入的N₂气流量为 400～800mL/Min，

通过所述C₂H₂通入装置向所述反应炉内通入C₂H₂，使得C₂H₂:N₂体积流量 比为C₂H₂:N₂＝(5～20％):(80～95％)

通过所述惰性气体通入装置向所述反应炉内通入Ar气；

保持所述反应炉内的真空度为(2.0～5.0)×10^-2Pa，

所述四个Cr靶弧源的阴极弧靶电流是相同或不同的，并且各自独立地为 50～80A，

所述空心阴极放电电子枪的电流为120～160A，

对所述钢工件施加的脉冲负偏压为-200～-100V，

工作时间为20～40分钟，和

温度为不超过300℃。