[发明专利]一种表面梯度纳米结构离子注渗碳化钨层制备方法

摘要

本发明涉及表面强化技术领域，具体为一种表面梯度纳米结构离子注渗碳化钨层制备方法，该方法包括以下步骤：样品表面的预处理、多层梯度纳米结构处理和高能离子注渗，利用多层梯度的设置TiN层和BN层，在制备的过程中对每一层都经过高温退火处理和氩离子表面刻蚀处理,以此来提高薄膜与基底的结合力,克服了模具钢表面常规类金刚石薄膜内应力高、附着力差等缺点，同时通过对样品表面进行超声波滚压处理，能够使得样品表面涂层的颗粒组织更加的细小致密，此时再通过注渗碳化钨，能够有效的提升样品的表面硬度，以及获得的表面复合层具有更厚的硬度、较好的均匀性和硬度。

主权项

1.一种表面梯度纳米结构离子注渗碳化钨层制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1、样品表面的预处理/n先利用线切割将铁板切成所需求圆柱状的样品；将样品放在磨床上固定，进行打磨，将样品的表面进行打磨直至表面平整，然后再对该表面进行细磨处理降低表面的粗糙度；/n步骤2、多层梯度纳米结构处理/n1)将样品置于复合气相沉积真空系统中,进行氩等离子体溅射清洗，氩气气体流量为300-500sccm,偏压为1000V-1500V,处理时间为15-30min；/n2)溅射沉积TiN或CrN层，金属Ti靶或Cr靶为阴极,工作气体为氩气和氮气,偏压为600-800V,占空比为70-90％,金属Ti靶或Cr靶弧流控制在12-20A,处理时间为30-40min；/n3)磁控溅射沉积BN层,控制射频B靶电源功率为3000-5000W,偏压为-600V,真空比为80-90％,处理时间为15-30min；/n4)自然冷却,最后在模具钢表面获得多层梯度类金刚石纳米复合薄膜；/n5)对样品表面进行超声波滚压处理；/n步骤3、高能离子注渗/n1)将样品钻孔，利用铁丝穿过空洞将样品悬挂于注渗炉内；/n2)调节电压至600V使炉内温度保持在500-800℃，通过注渗炉向样品的表面进行注渗碳化钨，使得既可以达到很好的注渗效果，而且还可以不使得样品的晶粒粗大；/n3)保温时间24h。/n