[发明专利]一种高硬度抗冲蚀耐磨复合涂层、制备方法及应用

权利要求书

1.一种高硬度抗冲蚀耐磨复合涂层，其特征在于，依次包括基材、粘结层和工作层，所述的基材为Ti-6Al-4V钛合金，粘结层为金属Cr，工作层为Cr/CrSiN纳米多层结构，所述的Cr/CrSiN纳米多层结构由金属Cr层和高硬度CrSiN层交替沉积而成。

2.根据权利要求1所述的一种高硬度抗冲蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述的粘结层厚度为0.15～0.2μm，所述的工作层厚度为2～3μm。

3.根据权利要求1所述的一种高硬度抗冲蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述的交替沉积重复次数为8～10次。

4.根据权利要求1所述的一种高硬度抗冲蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述的Cr/CrSiN纳米多层结构中，金属Cr层厚度为70～80nm，CrSiN层厚度为140～210nm。

5.一种如权利要求1～4所述的高硬度抗冲蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)对基材材料进行化学表面处理：

将研磨抛光后的基材材料先用碱性溶液超声清洗，清洗后用去离子水冲洗并烘干，然后用酸性溶液超声清洗，清洗后用去离子水冲洗并烘干备用；

(2)对基材材料进行辉光放电清洗：

将化学清洗后的基材放入多弧离子镀膜室内，置于基材转架上，对真空室抽真空至10^-5～10^-7Pa，后充入Ar气，Ar气流量控制在150～200sccm，工作压强控制在0.3～0.4Pa，基体加热到430～450℃，然后开启脉冲电源，调节偏压-800～-1100V，基体表面发生辉光放电，辉光放电清洁样品时间15～20分钟；

(3)Cr粘结层的沉积：

粘结层沉积在基材辉光放电清洗后原位进行，保持工作气体、基体温度和压强，开启阴极离子弧弧源Cr靶，Cr的纯度为99.999％，基体偏压-110～-150V，转架的转速为3～5rpm，靶材电流60～65A，沉积25～35分钟，得到Cr粘结层；

(4)工作层沉积：

工作层沉积是在Cr粘结层沉积后进行，保持工作气体、工作压力、沉积温度、炉腔的压强和阴极离子弧弧源不变，基体偏压-60～-100V、靶材电流60～80A，沉积10～25min，得到金属Cr层；

金属Cr层沉积完成后沉积CrSiN层，通入N₂气，N₂流量为400～800sccm,沉积温度450℃，炉腔的压强2～5Pa，基体偏压-60～-100V，开启阴极离子弧弧源CrSi靶，靶材电流60～80A，沉积时间10～15min，沉积工作层的CrSiN层；

交替沉积金属Cr层和CrSiN层，重复8～10次完成工作层。

6.根据权利要求5所述的一种制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，碱性溶液包括20～40g/L NaOH、30～40g/L Na₂CO₃、30～40g/L Na₃PO₄；酸性溶液包括100～150ml/L HF、500～1000ml/LDMF，碱性溶液清洗10～20min，酸性溶液清洗1～10min。

7.一种如权利要求1～4所述的高硬度抗冲蚀耐磨复合涂层在飞机起落架和压缩机叶片上的应用。