[发明专利]一种高硬高强耐磨化合物涂层及其制备方法

权利要求书

1. 一种高硬高强耐磨化合物涂层的制备方法，其特征在于所述化合物涂层为(Al_xCe_yCoCrNiO_pTb_qTiY_mZr)N，其中0.1≤x≤1.3；0.1≤y≤1；0.1≤p≤0.5；0.1≤q≤1；0.1≤m≤1；0.01x/(x+y+m+p+q+5)0.25；0.01y/(x+y+m+p+q+5)0.20； 0.01p/(x+y+m+p+q+5)0.10；0.01q/(x+y+m+p+q+5)0.20；0.01m/(x+y+m+p+q+5) 0.20；且所述涂层所使用的靶材是FCC、HCP1和HCP2三相结构的Al_xCe_yCoCrNiO_pTb_qTiY_mZr化合物，其中FCC为面心立方结构，其空间群为Fm-3m(225)，点阵常数为1.111609nm；HCP1为密排六方结构，其空间群为P63/mmc(194)，点阵常数为a=b=0.515846nm，c=0.831097nm；HCP2为密排六方结构，其空间群为P63/mmc(194)，点阵常数为a=b=0.785922 nm，c=0.779709nm；且所述化合物涂层的制备方法包括以下步骤：

（1）按化合物靶材化学式Al_xCe_yCoCrNiO_pTb_qTiY_mZr，其中0.1≤x≤1.3；0.1≤y≤1；0.1≤p≤0.5；0.1≤q≤1；0.1≤m≤1；0.01x/(x+y+m+p+q+5)0.25；0.01y/(x+y+m+p+q+5)0.20； 0.01p/(x+y+m+p+q+5)0.10；0.01q/(x+y+m+p+q+5)0.20；0.01m/(x+y+m+p+q+5) 0.20，分别称取所需的纯金属粉体和按氧元素比例加入适量的二氧化铈，并将原料粉体置于混料罐后在混料机中进行混料；

（2）将混料后的粉体在保护气体环境下装入石墨模具中，在真空高温炉内进行高温烧结成块；

（3）将步骤（2）中的块体置于感应挤压炉中，在保护气体环境下，进行感应加热至预设温度，再迅速将样品置于双向顶压模具内，进行挤压成型，得到Al_xCe_yCoCrNiO_pTb_qTiY_mZr化合物块体靶材；

（4）将需要制备涂层的工件进行喷砂处理后装夹在镀膜设备腔体内部，抽真空至0.1Pa以下，加热炉体至炉内温度达到500℃，向炉内通入氮气使压力升至2.5Pa，开启Al_xCe_yCoCrNiO_pTb_qTiY_mZr化合物靶材，在上述工件表层沉积并原位生成梯度的(Al_xCe_yCoCrNiO_pTb_qTiY_mZr)N化合物镀层。

2.如权利要求1所述的高硬高强耐磨化合物涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中金属粉体的纯度高于99.5%，二氧化铈的纯度高于99.9%。

3.如权利要求1所述的高硬高强耐磨化合物涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中混料工艺为：时间为0.5h~12h，转速为30rpm~80rpm。

4.如权利要求1所述的高硬高强耐磨化合物涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（3）中保护气体为氩气或氮气。

5.如权利要求1所述的高硬高强耐磨化合物涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中高温烧结工艺为：温度为1400℃~1800℃，保温时间2h~8h。

6.如权利要求1所述的高硬高强耐磨化合物涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中感应挤压工艺为：感应加热预设温度为900℃~1100℃，挤压压力为30MPa~40MPa。