[发明专利]一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrNx类隔热膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于：所述Cr/CrN_x类隔热膜由附着铝合金活塞顶面上的纯金属Cr层以及均匀包覆在纯金属Cr层上的CrN_x层组成；纯金属Cr层的厚度为1～3μm，CrN_x层的总厚度2～7μm；

所述用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜通过下述步骤制备；所述步骤包括：

步骤一

将清洁干燥的铝合金活塞置于磁过滤阴极真空弧沉积系统中，打开磁过滤钛电源弧，以纯金属Cr靶为阴极，在清洁干燥的铝合金活塞的顶面上沉积纯金属Cr层；得到顶面带有纯金属Cr层的铝合金活塞；

步骤二

以纯金属Cr靶为阴极，以氮气为工作气体，调节氮气通气量，在步骤一所得顶面带有纯金属Cr层的铝合金活塞的纯金属Cr层上生成CrN_X层；

沉积纯金属Cr层和CrN_x层时，控制磁过滤阴极真空弧沉积系统的负偏压为45-55V，起弧电流为95-105A，弯管磁场为1.25-1.75A，直管磁场为3-4A。

2.根据权利要求1所述的一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于：

所述CrN_x层由i层N含量不同的Cr-N层组成，所述i大于等于2；

或

所述CrN_x层由N含量为9-67wt%的单层Cr-N构成。

3.根据权利要求2所述的一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于：当所述CrN_x层由i层N含量不同的Cr-N层组成时，与纯金属Cr层直接接触的Cr-N层中，N的含量为9-25.6wt%。

4.根据权利要求1所述的一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于：

当所述CrN_x层由i层N含量不同的Cr-N层组成时，其制备方法为：先在步骤一所得顶面带有纯金属Cr层的铝合金活塞的纯金属Cr层上生成第一CrN_X层；然后继续以纯金属Cr靶为阴极，以氮气为工作气体，调节氮气通气量在第一Cr-N层上沉积第二Cr-N层；按照制备第二Cr-N层的操作，制备第i层Cr-N层；得到成品。

5.根据权利要求1所述的一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于：所述纯金属Cr靶中，Cr的含量大于等于99.99wt%。

6.根据权利要求1所述的一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于：

沉积纯金属Cr层时，控制磁过滤阴极真空弧沉积系统内的真空度大于等于4.0×10^-3Pa。

7.根据权利要求1所述的一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于：

当所述CrN_x层由N含量为9-67wt%的单层Cr-N构成时，氮气的通气量为5-40sccm；时间为80-120min；

当所述CrN_x层由i层N含量不同的Cr-N层组成时，氮气的通气量为5-40sccm；第i层的制备时间为[（0.9-1.1）×120/i]min。

8.根据权利要求1所述的一种用于铝合金活塞顶面Cr/CrN_x类隔热膜，其特征在于： Cr/CrN_x类隔热膜的摩擦系数为0.2～0.7。