[发明专利]一种基于HIPIMS技术的CrAlN涂层制备方法

摘要

本发明公开了一种基于HIPIMS技术的CrAlN涂层的制备方法，本发明采用高功率脉冲磁控溅射技术(High Power Impulse Magnetron Sputtering，HIPIMS)，使用高能脉冲靶(High pulse power cathode)和双极脉冲靶(Bipolar pulsed sputtering cathodes)共溅射的方式，沉积(H+B)CrAlN涂层；同时采用第四代电弧离子镀技术(ARC evaporators)沉积ARC CrAlN涂层。通过划痕试验、X射线衍射、微观形貌观察、电化学腐蚀测试等分析涂层各方面的性能后发现，共溅射制备的(H+B)CrAlN涂层膜基结合力更强，临界载荷最高可达到62.4N；其表面晶粒更细小，缺陷少，断面组织致密；同时(H+B)方法制备的CrAlN涂层高温抗氧化性最佳；在涂层耐腐蚀性能方面共溅射制备的涂层比电弧离子镀制备的涂层更耐蚀。

主权项

1.一种基于HIPIMS技术的CrAlN涂层制备方法，其特征在于，具体步骤为：步骤S1:将高速钢基片表面处理干净；步骤S2:镀膜过程在有效镀膜空间为φ600mm×600mm的立圆柱体真空室内进行，真空室内配备第四代电弧离化源阴极电弧系统，双极脉冲电源系统Bipolar 4020以及高能脉冲磁控电源Highpulse 4002，CrAlN涂层采用合金CrAl靶；步骤S3:将高速钢基片装夹在转速为2pm的转架上，开始沉积前本底真空为5×10‑4Pa，沉积温度为400℃；真空室内通入纯Ar控制在2Pa的气氛环境下，在‑1000V偏压条件下轰击10min；步骤S4:以一层合金金属层以及一层陶瓷层相互叠加的方式沉积，每一层沉积时间控制为10min，共沉积10层；电弧离子镀靶电流为120A，基体偏压为‑40V，沉积合金金属层时不通入氮气，陶瓷层沉积时氮气流量为700sccm；磁控溅射沉积Bipolar靶溅射功率为8kW，Highpulse靶溅射功率为8kW，基体偏压为‑60V，陶瓷层沉积时氮气流量为100sccm。