[发明专利]一种抗冲蚀涂层及其制备方法与应用、工程材料

说明书

本发明提供了一种抗冲蚀涂层及其制备方法与应用、工程材料，属于工程材料抗冲蚀防护制造技术领域。该抗冲蚀涂层包括多个层叠设置的周期涂层，每一周期涂层包括由下至上依次层叠设置的CrN_x层、CrN层、Cr_yMe_(1‑y)N_x层和Cr_yMe_(1‑y)N层，其中0x1，0.3＜y＜0.7，Me选自Al、Si和AlSi中的一种。上述抗冲蚀涂层具有高韧性、高膜基结合力、表面质量佳并具有良好的抗冲蚀性能。其制备方法包括在基体上形成多个层叠设置的周期涂层。该方法简单，效率高，重复性好，涂层表面质量佳，易于实现大面积工业化生产。将其用于抗冲蚀，如用于工程材料，可有效缓解基体表面的磨损现象，提高抗冲蚀性能。

技术领域

本发明涉及工程材料抗冲蚀防护制造技术领域，具体而言，涉及一种抗冲蚀涂层及其制备方法与应用、工程材料。

背景技术

冲蚀磨损是工程材料中常见的磨损现象。当固体颗粒物质被气流夹带并撞击工件表面时会发生固体颗粒侵蚀(SPE)。目前研究者们针对PVD技术制备TiN基抗冲蚀磨损涂层方面进行了较多的研究开发工作。

现有研究表明，以TiN基为代表的硬质涂层在小攻角砂粒冲蚀磨损方面有较好的保护作用，但由于TiN涂层内应力大脆性高，针对大攻角沙砾冲蚀过程，涂层韧性不足是导致其防护效果较差的主要原因。另外，有研究发现，在电弧离子镀制备涂层过程中产生的未离化的金属颗粒是影响涂层冲蚀性能的主要缺陷，受固体粒子冲蚀过程中，容易出现因颗粒脱落而萌生裂纹源并扩展，加速了涂层的失效。

发明内容

本发明的第一目的包括提供一种抗冲蚀涂层，该抗冲蚀涂层具有高韧性、高膜基结合力、表面质量佳并具有良好的抗冲蚀性能。

本发明的第二目的包括提供一种上述抗冲蚀涂层的制备方法，该方法简单，效率高，重复性好，涂层表面质量佳，易于实现大面积工业化生产。

本发明的第三目的包括提供一种上述抗冲蚀涂层的应用，例如可将其用于对金属及合金基体表面进行防护。

本发明的第四目的包括提供一种基体表面设有上述抗冲蚀涂层的工程材料。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种抗冲蚀涂层，该抗冲蚀涂层包括多个层叠设置的周期涂层，每一周期涂层包括由下至上依次层叠设置的CrN_x层、CrN层、Cr_yMe_(1-y)N_x层和Cr_yMe_(1-y)N层，其中0x1，0.3＜y＜0.7，Me选自Al、Si和AlSi中的一种。

在一些实施方式中，x为0.3-0.7。在一些实施方式中，抗冲蚀涂层的硬度为2361HV-2638HV。

在一些实施方式中，抗冲蚀涂层在30°攻角下冲蚀速率为0.028μm/g-0.053μm/g。

在一些实施方式中，抗冲蚀涂层在90°攻角下冲蚀速率为1.417μm/g-1.732μm/g。

此外，本发明还提出了一种上述抗冲蚀涂层的制备方法，包括以下步骤：

在基体上形成多个层叠设置的周期涂层；其中，

制备周期涂层包括：依次制备CrN_x层、CrN层、Cr_yMe_(1-y)N_x层和Cr_yMe_(1-y)N层。

此外，本发明还提出了一种上述抗冲蚀涂层的应用，例如可以将其用于抗冲蚀上。