[发明专利]一种提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法

权利要求书

1.一种提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其包括如下步骤：

1)基材导入溅射室内，溅射室内工作真空度0.1～100Pa；

2)通入介质气体，调节通入介质气体的压力、流量以及真空阀门的开启度，使溅射室达到并维持工作真空度0.1～100Pa；

3)在外加电源作用下，把介质气体电离成荷能离子，并调节电压100～2000V和电流0.01A～5A，使溅射功率密度保持在0.1～30W/cm²；

4)用离子流对基材表面进行持续的溅射蚀刻处理0.01～10h，基材表面生成高硬度和优良耐磨性的薄膜，厚度为0.001～100μm；

5)处理结束后，基材自溅射室中导出，基材获得溅射蚀刻改性表面。

2.如权利要求1所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，基材不必事先进行时效处理，或研磨和脱脂等前处理。

3.如权利要求1所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，步骤1)溅射室工作真空度3～20Pa。

4.如权利要求1所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，步骤2)所述的介质气体为惰性气体。

5.如权利要求1所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，步骤2)所述的介质气体为Ar₂。

6.如权利要求1所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，步骤3)在外加电源作用下，把介质气体电离成荷能离子，并调节电压800～1500V和电流0.2～1.0A，使溅射功率密度保持在2～18W/cm²。

7.如权利要求1所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，步骤4)用离子流对基材表面进行持续的溅射蚀刻处理，0.1～7h，基材表面生成高硬度和优良耐磨性的薄膜厚度为0.01～10μm。

8.如权利要求1所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，步骤2)中，引入反应性气体如O₂、或N₂，流量为1～200SCCM，基材表面生成可提高硬度和耐磨性的金属间化合物。

9.如权利要求8所述的提高钢铁材料表面硬度和耐磨性的方法，其特征是，所述的反应性气体流量为10～100SCCM。