[发明专利]一种TA15合金表面抗冲蚀磨损CrAlN-CrAl涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种TA15合金表面抗冲蚀磨损CrAlN-CrAl涂层，其特征在于，在TA15合金表面采用射频磁控溅射技术依次沉积CrAl中间层和CrAlN沉积层，所述CrAlN沉积层的厚度为3～5μm；所述CrAl中间层的厚度在5～10μm，其中，CrAlN沉积层中Cr和N含量随着与CrAlN涂层的表层距离增加而降低，Al含量则是从CrAlN涂层的表层向TA15合金方向先增加后减小；TA15合金表面抗冲蚀磨损CrAlN-CrAl涂层的制备方法,包括以下步骤:

步骤1，基体材料预处理

准备TA15合金，依次在150#、400#、800#、1200#、2000#金相砂纸上逐级打磨，利用Cr₂O₃抛光剂，把TA15合金在绒布抛光至无划痕的抛光面后,置于酒精中加以超声清洗得洁净的试样；

步骤2，清洗与安放工件

将试样装炉前，需将炉体内壁和靶材表面用细砂纸打磨，除去表层氧化膜和杂质后使用无尘布蘸取无水乙醇擦洗，CrAl作为溅射靶材，TA15放置正对靶材的基台上，N₂作为反应气体，Ar作为主要电离气体；

步骤3，抽真空

打开机械泵，抽取真空炉内气体至气压1Pa以下，然后打开分子泵继续抽取室内空气至1×10^-3Pa，持续通入氩气10分钟进行气体清洗；

步骤4，起辉

启动射频电源预热15分钟后，调节工作电压至43V，于此同时工作功率为230W,进行10分钟工件表面清洗；

步骤5，CrAlN-CrAl涂层制备

将CrAl溅射靶材和TA15合金之间距离控制在20mm,炉膛内压强控制在0.5Pa,工作电压控制在41～44V，功率控制在220～240W，在纯Ar气氛下沉积纯CrAl层1h提高沉积层与基体的结合力，然后通入氮气进行CrAl反应磁控溅射，其中N₂/Ar流量比为30/30sccm和50/25sccm，溅射时间控制在4h，从而得到CrAlN/CrAl复合涂层；

步骤6，关闭设备

到达保温时间后，工作电压调为0，功率为0，关闭Ar气和N气，等待2h以上关闭循环水，即可。

2.根据权利要求1所述的TA15合金表面抗冲蚀磨损CrAlN-CrAl涂层，其特征在于，所述CrAlN沉积层的厚度为4μm；所述CrAl中间层的厚度在8μm。