[发明专利]一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法在审
| 申请号： | 201910742461.9 | 申请日： | 2019-08-13 |
| 公开（公告）号： | CN110453184A | 公开（公告）日： | 2019-11-15 |
| 发明（设计）人： | 柴林江;关浩天;向康;朱宇凡;黄芹;郑志莹;麻彦龙;刘成龙 | 申请（专利权）人： | 重庆理工大学 |
| 主分类号： | C23C14/32 | 分类号： | C23C14/32;C23C14/16;C23C14/06 |
| 代理公司： | 50211 重庆市前沿专利事务所(普通合伙) | 代理人： | 郭丽<国际申请>=<国际公布>=<进入国 |
| 地址： | 400054*** | 国省代码： | 重庆;50 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 多弧离子镀 工件表面 锆合金 制备 复合涂层 离子源 预处理 致密 耐磨复合涂层 抗氧化能力 氩气 表面硬度 表面制备 二次清洗 工件打磨 工件放置 合金表面 经济实用 磨损性能 体内气压 涂层表面 涂层制备 一次清洗 质量稳定 孔隙率 耐摩擦 反应堆 耐磨 靶材 腔体 清洗 体内 | ||
1.一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)工件预处理：将锆合金工件打磨至光亮，然后进行一次清洗并干燥，并且在涂层制备之前对工件表面进行二次清洗并干燥；
(2)工件表面涂层制备：采用多弧离子镀在工件表面制备Cr/TiAlN复合涂层，具体包括以下步骤：将上述预处理后的锆合金工件放置于多弧离子镀腔体内，将所述腔体抽至真空，所述真空的压力为3×10-3Pa；通入氩气，使得腔体内气压达到约1Pa，打开离子源并采用离子源对工件表面和靶材进行清洗；调整多弧离子镀参数，依次进行Cr涂层和TiAlN涂层的制备。
2.如权利要求1所述的一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，所述锆合金为Zr-4或Zr702。
3.如权利要求1所述的一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，预处理之前的锆合金工件为轧制退火态，轧制变形量40-60％，退火温度为550-650℃。
4.如权利要求1所述的一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，所述步骤(1)中工件的一次清洗为：采用无水乙醇清洗；工件的二次清洗为：工件先后采用无水乙醇和丙酮在超声波清洗仪中各清洗10min。
5.如权利要求1所述的一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)中采用离子源对工件表面和靶材进行清洗的时间为30min。
6.如权利要求1所述的一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，
所述步骤(2)中Cr涂层制备具体包括以下步骤：开启Cr靶，继续通入氩气，调整工艺参数，在锆工件表面沉积Cr涂层，沉积Cr涂层的工艺参数为：基体偏压250-750V、沉积时间0.5h、沉积温度150-200℃、氩气流量100-200sccm；
所述步骤(2)中TiAlN涂层制备具体包括以下步骤：关闭Cr靶，开启TiAl靶并同时通入氮气，调整工艺参数，在锆工件表面沉积TiAlN涂层，沉积TiAlN涂层的工艺参数为：基体偏压200-300V、沉积时间2.5h、沉积温度180-400℃、氩气流量50-100sccm、氮气流量100-300sccm。
7.如权利要求6所述的一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，TiAl靶中Ti的重量含量为80％，Al的重量含量为20％。
8.如权利要求1所述的一种在反应堆用锆合金表面制备高硬耐磨复合涂层的方法，其特征在于，所述步骤(2)中制备所得的Cr涂层的厚度为1～2μm，TiAlN涂层的厚度为2～4μm。
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