[发明专利]一种阀门密封件表面的复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种阀门密封件表面的复合涂层，该涂层以阀门密封件为基体，其特征是：所述的复合涂层由基体表面自下而上依次层叠排列的Cr层、由Cr与Cr₂N混合形成的Cr/Cr₂N层、Cr₂N层、由Cr₂N与CrN混合形成的Cr₂N/CrN层，以及CrN层组成。

2.如权利要求1所述的阀门密封件表面的复合涂层，其特征是：所述的复合涂层的厚度为30μm～50μm。

3.如权利要求2所述的阀门密封件表面的复合涂层，其特征是：所述的Cr层的厚度为1um～2um；所述的Cr/Cr₂N层的厚度为8um～12um；所述的Cr₂N层的厚度为8um～12um；所述的Cr₂N/CrN层的厚度为8um～12um；所述的Cr₂N层的厚度为8um～12um。

4.如权利要求1所述的阀门密封件表面的复合涂层，其特征是：所述的基体是表面经过离子渗氮处理的基体。

5.如权利要求1所述的阀门密封件表面的复合涂层的制备方法，其特征是：采用多弧离子镀技术，具体包括如下步骤：

步骤1、对基体表面进行清洗、除油、表面活化处理；

步骤2、将步骤1处理后的基体置于镀膜设备真空腔体中，选用Cr靶，Cr靶电流为50～100A，工件上施加-20～-50V负偏压，控制加热温度为400℃～450℃，通入氩气和氮气，通过控制氩气流量、氮气流量以及沉积时间在基体表面依次沉积Cr层、由Cr与Cr₂N混合形成的Cr/Cr₂N层、Cr₂N层、由Cr₂N与CrN混合形成的Cr₂N/CrN层，以及CrN层组成，具体如下：

（1）氩气流量保持为100sccm～200sccm，氮气流量为0sccm，沉积1小时～2小时，得到Cr层；

（2）氩气流量保持为100sccm～200sccm，氮气流量为20sccm～30sccm，沉积时间为8小时～12小时，得到由Cr与Cr₂N混合形成的Cr/Cr₂N层；

（3）氩气流量保持为100sccm～200sccm，氮气流量为45sccm～50sccm，沉积时间为8小时～12小时，得到Cr₂N层；

（4）氩气流量保持为100sccm～200sccm，氮气流量为75sccm～125sccm，沉积时间为8小时～12小时，得到由Cr₂N与CrN混合形成的Cr₂N/CrN层；

（5）氩气流量保持为0～100sccm，氮气流量为200sccm～400sccm，沉积时间为8小时～12小时，得到CrN层；

步骤3、待涂层沉积完毕后，在真空环境下冷却至220℃以下，然后在氮气保护气氛下冷却至100℃以下，最后放气至大气压，开腔出炉，即在基体表面获得复合涂层。

6.如权利要求1所述的阀门密封件表面的复合涂层的制备方法，其特征是：所述的步骤1中，表面活化处理为：将基体置于镀膜设备真空腔体，抽真空后将基体预热至400℃～450℃，利用氩等离子体对施加负偏压的基体表面轰击活化。

7.如权利要求5或6所述的阀门密封件表面的复合涂层的制备方法，其特征是：在所述的步骤1后进行基体表面离子渗氮处理，然后进行步骤2。

8.如权利要求7所述的阀门密封件表面的复合涂层的制备方法，其特征是：所述的渗氮处理具体为：将步骤1处理后的基体置于镀膜设备真空腔体中，通入氮气流量为1000～1200sccm，工作气压控制在8～10Pa，基体施加-800～-1000V负偏压，温度控制在450～500℃，渗氮处理时间为2～4小时。

9.如权利要求5或6所述的阀门密封件表面的复合涂层的制备方法，其特征是：所述的真空装置中设置两组Cr靶，每组为上中下垂直安置的三个Cr靶。

10.如权利要求5或6所述的阀门密封件表面的复合涂层的制备方法，其特征是：所述的氮气选用高纯度99.95%氮气。