[发明专利]一种阀门密封体表面六硼化镧复合碳薄膜及其高结合力沉积方法

说明书

本发明涉及真空镀膜和氯碱化工技术领域，具体涉及一种阀门密封体表面六硼化镧复合碳薄膜及其高结合力沉积方法，以阀门密封体表面为基底，自下而上依次包括基底氮化层、钛粘结层、钛硅层、氮化钛硅层、六硼化镧层和六硼化镧复合碳薄膜。本发明采用钛、钛硅及六硼化镧作为靶材，甲烷或者乙炔作为碳源，沉积六硼化镧复合碳薄膜；本发明由于结合力高功率脉冲磁控溅射的高离化率和硅钛金属的高硬度及强韧性，获得的薄膜在阀门密封面基底上不仅具有高的结合力，更能耐频繁开启冲击，同时保证了耐磨耐蚀性能。

技术领域

本发明涉及真空镀膜和氯碱化工技术领域，具体涉及一种阀门密封体表面六硼化镧复合碳薄膜及其高结合力沉积方法。

背景技术

化工阀门是工业管线上流体控制的一种重要附件，在实际应用中，要求阀门密封件使用寿命长，最少能保证在一个检修期内(一般1-2年)阀门不损坏，以保证整个系统安全正常的运行。传统上，阀门密封面采用哈氏合金堆焊、磨光处理后来满足阀门密封面耐磨耐蚀的要求，或采用聚四氟乙烯。

现有技术中，发明专利(CN200910182061)提出堆焊镍铬合金来提高核电阀门密封面耐磨耐蚀性能，以及发明专利(CN20091023295)更是提供了一种用于核电阀门密封面强化涂层的无钴镍基合金。

但是在高温、高酸情况下，以合金为材料的阀门密封体容易发生磨蚀化学反应，加速腐蚀磨损，严重时会造成事故。基于此原因考虑，专利ZL201310477578公开了一种阀门密封件表面的复合涂层及其制备方法，利用电弧离子镀氮化铬的耐磨性能，进一步提高了阀门密封面的耐磨蚀。但是氮化铬任然具有较高的摩擦系数(μ～0.4)和磨损率，且电弧沉积的涂层具有较大的孔隙率，为腐蚀液体提供了通道。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种阀门密封体表面六硼化镧复合碳薄膜及其高结合力沉积方法，用于氯碱化工、液压密封、核工业等阀门装置的耐磨防腐。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种阀门密封体表面六硼化镧复合碳薄膜，以阀门密封体表面为基底，自下而上依次包括基底氮化层、钛粘结层、钛硅层、氮化钛硅层、六硼化镧层和六硼化镧复合碳薄膜。

优选地，所述钛粘结层的厚度为200-300纳米，所述钛硅层的厚度为300-500纳米，所述氮化钛硅层的厚度为1000-1500纳米，所述六硼化镧层的厚度为300-500纳米，所述六硼化镧复合碳薄膜的厚度为2000-2500纳米。

本发明还提供了一种阀门密封体表面六硼化镧复合碳薄膜的高结合力沉积方法，包括以下步骤：

步骤一：沉积薄膜前先对基底氮化层表面进行渗氮处理；

步骤二：沉积钛粘结层；

步骤三：沉积钛硅层；

步骤四：沉积氮化钛硅层；

步骤五：沉积六硼化镧层；

步骤六：沉积六硼化镧复合碳薄膜。

优选地，所述步骤(一)中，采用窄脉冲电源，电压3000-5000V，处理时间30分钟。

优选地，所述步骤(二)中，采用高功率微脉冲电源，电压设置500-750V，单脉冲长度100微秒，占空比30-40％，单周期长2000微秒；偏压电源设置650-750V，直流电源。

优选地，所述步骤(三)中，采用高功率微脉冲电源，电压设置500-750V，单脉冲长度100微秒，占空比30-40％，单周期长2000微秒；偏压电源设置100-150V，直流电源。

优选地，所述步骤(四)中，采用高功率微脉冲电源，电压设置500-750V，单脉冲长度150微秒，占空比30-40％，单周期长1500微秒；偏压电源设置100-150V，直流电源。