[发明专利]一种低应力高耐磨抗冲蚀涂层、制备方法及应用

权利要求书

1.一种低应力高耐磨抗冲蚀涂层，包括基体、粘结层、工作层，其特征在于，所述的基体材料为钛合金，所述的粘结层为铬层，所述工作层为Cr/Cr₂N/CrN纳米多层交替循环，所述的粘结层位于基体与工作层之间，所述的Cr/Cr₂N/CrN纳米多层结构为Cr层、Cr₂N层、CrN层依次交替沉积而成，所述的Cr层为金属Cr，所述的Cr₂N层为六方硬质相Cr₂N，所述的CrN层为陶瓷CrN；

所述的粘结层厚度为0.15～2μm，所述的工作层厚度为2～3μm；

所述的Cr/Cr₂N/CrN纳米多层结构中，Cr层厚度为80～85nm，Cr₂N层的厚度为30～35nm，CrN层的厚度为170～180nm。

2.一种如权利要求1所述的低应力高耐磨抗冲蚀涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)对基体进行研磨抛光，然后用碱性溶液超声清洗后用去离子水冲洗并烘干，再用酸性溶液超声清洗后用去离子水冲洗并烘干；

(2)将清洗后的基体放入多弧离子镀膜室内，置于基材转架上，用辉光放电清洁表面；

(3)用多弧离子镀沉积粘结层；

(4)用多弧离子镀沉积工作层。

3.根据权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，将步骤(1)清洗后的基体放入多弧离子镀膜室内，对真空室抽真空至10^-4～10^-6Pa，后充入Ar气，Ar气流量控制在100～200sccm，工作压强控制在0.2～0.4Pa，基体加热到420～450℃，然后开启脉冲电源，调节偏压-800～-1000V，基体表面发生辉光放电，辉光放电清洁样品时间10～20分钟。

4.根据权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述步骤(3)是在步骤(2)后原位进行，保持工作气体、基体温度和压强不变，开启阴极离子弧弧源Cr靶，基体偏压-100～-150V，转架的转速为3～5rpm，靶材电流60～65A，沉积20～25分钟，得到Cr粘结层。

5.根据权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述的步骤(4)是在步骤(3)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10～15min，得到金属Cr层；

然后，开启靶材的同时，往炉腔充入N₂，时间为3min，保持时间、温度、压强参数不变在金属Cr层上沉积得到金属Cr₂N涂层；

最后，在N₂气环境下，开启阴极离子弧弧源Cr靶，N₂流量为400～800sccm，沉积温度400～450℃，基体偏压-100～-150V，靶材电流60～80A，炉内压强2～5Pa下，沉积10～15min，在Cr/Cr₂N层上得到CrN层；

交替沉积Cr层、Cr₂N层、CrN层，重复10次得到Cr/Cr₂N/CrN工作层。

6.根据权利要求2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/LHF、500～1000ml/LDMF，碱性溶液清洗10～20min，酸性溶液清洗1～10min。

7.根据权利要求2所述的一种制备方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，金属Cr靶的Cr的纯度为99.999％。

8.如权利要求1所述的低应力高耐磨抗冲蚀涂层在飞机起落架和压缩机叶片上的应用。