[发明专利]一种钢表面的涂层结构及其制备方法

权利要求书

1.一种钢表面的涂层结构的制备方法，其特征在于：所述涂层结构由表面Cr沉积层(11)、Cr扩散层(12)及辐射损伤层(13)组成，所述表面Cr沉积层(11)、Cr扩散层(12)及辐射损伤层(13)自上而下依次布置，所述表面Cr沉积层(11)的厚度为5~10μm，所述Cr扩散层(12)厚度为10~15μm，所述辐射损伤层(13)的厚度为1~5μm，该制备方法依次包括以下步骤：

（1）采用²⁰Ne 离子对钢进行辐照，辐照过程中靶室的真空度为1×10^-5 ~5×10^-4Pa，温度保持在300~550℃，束流加热影响波动范围14℃~16℃，²⁰Ne 离子的辐照剂量为 5×10¹⁶~2×10¹⁷ ions/cm²；

（2）将离子辐照处理的钢、Cr靶材加入双层辉光渗离子表面合金化装置中，以钢为工件极，以Cr靶材为源极；

（3）抽真空，送氩气，启动辉光，调试工艺参数；

（4）停止辉光，断电，调整真空至大气压下，完成渗Cr合金涂层的制备，得到耐烧蚀和耐磨损性能涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述Cr扩散层(12)中Cr的含量呈梯度分布，且自上而下逐渐递减。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：辐照过程中，温度保持在350~450℃或者，温度保持在450~550℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，调试工艺参数为：纯Cr合金靶材电压：700~750V，工件电压：400~450V，氩气气压：25~45Pa，靶材与工件极间距：10~15mm，保温时间：5~8h，处理温度：400℃~600℃。

5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述Cr靶材中加入了2%~5 wt %的稀土元素Y。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述涂层的表面显微硬度600~750HV。

7. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：²⁰Ne 离子的能量为 6.17 MeV/u，总能量为 123.4 MeV。