[发明专利]一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层依次包括：基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层；所述铬基氮化物梯度层依次为Cr层和Cr(N)-Cr₂N-CrN层；所述铬基氮化物梯度层的总厚度为5～100μm；所述Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/4～2/3。

2.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/3～1/2。

3.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述铬基氮化物梯度层的总厚度为20～80μm。

4.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述PVD氮化物涂层的厚度为1～20μm。

5.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述PVD氮化物涂层依次为CrN层和AlCrN层。

6.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述PVD氮化物涂层依次为CrN层、CrN/AlCrN层和AlCrN层。

7.一种权利要求1～6任一项所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

S1.前期处理：对基体进行抛光和清洁处理；

S2.电镀处理：在基体表面电镀一层5～100μm的Cr层；

S3.渗氮前处理：将表面有电镀Cr层的样品置于等离子氮化炉内，通入氢气与氩气的混合气体进行辉光加热，通入氩气进行离子刻蚀，再通入氩气与氢气的混合气体进行辉光加热；

S4.渗氮处理：向等离子氮化炉内通入氩气与氮气的混合气体进行等离子渗氮，等离子渗氮过程分为两阶段，第一阶段为低氮势渗氮，氮气：氩气＝1：(3～6)；第二阶段为高氮势渗氮，氮气：氩气＝1：(0.2～1)；

S5.PVD涂层制备：将经过渗氮化处理后的样品放入PVD炉内，经过氩离子清洗后在样品表面沉积PVD氮化物涂层。

8.如权利要求7所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，离子刻蚀的条件为：刻蚀电压650～1000V，刻蚀时间1～5h。

9.如权利要求7所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中渗氮的总时长为2h～10h，其中低氮势渗氮的时长为1h～4h，高氮势渗氮的时长为1h～6h。

10.一种模具钢，其特征在于，所述模具钢的表面具有利用权利要求7～9任一项所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法制备得到的耐蚀耐磨复合涂层。