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专利号: 2014102039985
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2023-12-11
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摘要:

权利要求书:

1.一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:a)钢表面预处理:将需要镀膜钢材进行除油、除锈干燥;

b)离子镀:将步骤a)预处理后的钢材放入物理气相沉积设备中,在400-450℃下离子镀铝和钛,时间为33-60min;

c)后处理:将步骤b)得到的已镀层的钢材在40-100℃下进行氧化处理,时间1-3h,在钢表面形成高硬度Al2O3/TiO2复合陶瓷膜。

2.根据权利要求1所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,步骤a)中,除油是将钢材在氮气环境中,150-200℃下,10-15min除油,除锈是在除锈液中浸泡

5-10min除锈,干燥是将钢材在50-70℃,氮气环境下,干燥3-5min。

3.根据权利要求2所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,每

100L除锈液由以下各组分及含量的物质组成:质量分数3-5%硫酸、3-5g/L的若丁、3-5g/L的乌洛托品、10-15g/L的磷酸,余量为水。

4.根据权利要求1所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,步骤b)离子镀中,将步骤a)得到的钢材放入真空镀膜腔,对真空腔抽真空,直到真空腔的真空度-5达到1.0×10 Torr后,然后进行梯度镀膜。

5.根据权利要求4所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,所述梯度镀膜是:先在偏压400-420U/V、靶材电流0.3-0.5I/A、Ar流量40-50sccm和OEM值为

0的条件下进行10-15分钟,然后在偏压60-80U/V、靶材电流4-4.5I/A、Ar流量20-25sccm和OEM值为0的条件下进行3-5分钟,最后在偏压400-420U/V、靶材电流0.3-0.5I/A、Ar流量40-50sccm和OEM值为65的条件下进行20-30分钟。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,离子镀膜所用的靶材为纯铝和纯钛材料或铝钛复合材料。

7.根据权利要求6所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,所述铝钛复合材料中,铝与钛的质量比为1:0.25-4。

8.根据权利要求1所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,步骤c)后处理中,氧化处理时通入混合臭氧的空气,空气的流速为0.5-1cm/s,臭氧占空气的

0.005-0.01%。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或8所述的一种钢表面高硬铝钛陶瓷膜的制备方法,其特征在于,铝钛膜的厚度为1-5μm。