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专利号: 2019110311620
申请人: 济宁学院
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:2024-09-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种减摩耐磨齿轮零件的制备工艺,其特征在于:齿轮零件基体经过淬火、高温回火、粗精加工后采用离子镀方法进行渗碳处理,然后再通过离子镀和磁控溅射复合方法沉积表面的VCrWSiC/Cr多层复合涂层,沉积时采用2个C离子镀靶,1个V磁控溅射靶,1个Cr磁控溅射靶,1个W磁控溅射靶和1个Si磁控溅射靶;

具体包括以下步骤:

(1)零件加工:零件基体毛坯→淬火→高温回火→粗加工→半精加工→去应力回火→精加工;

(2)零件表面预处理:采用金属清洗剂去除工件表面油污,漂洗烘干;

(3)零件表面处理:将零件依次放入酒精和丙酮中,超声清洗各30min,去除表面杂质和其它附着物,干燥充分后迅速放入PVD复合镀膜机,抽真空至5.0×10-3Pa,加热至285℃,保温25min;

(4)表面辉光清洗:通Ar气,其压力为1.8-2.0Pa,温度285℃,打开偏压电源电压700V,占空比0.2,表面辉光放电清洗20min;

(5)表面离子清洗:偏压调至610V,占空比0.2,Ar气压2.2Pa,温度275℃,开启离子源,离子清洗20min,开启电弧C靶电源,C靶电流110A,离子轰击3~4min;

(6)离子镀渗碳:C靶离子镀电源调为110A,Ar气压1.0~1.2Pa,基体偏压调至420V,温度265℃,进行离子渗碳25-30min;

(7)沉积Cr涂层:Ar气压调为0.9~1.0Pa,偏压降为190V,沉积温度220℃,关闭C靶电流,打开磁控溅射Cr靶电流60A,沉积Cr涂层1~1.5min;

(8)沉积VCrWSiC涂层:Ar气压调为0.8~0.9Pa,偏压降为180V,沉积温度220℃,打开C靶电流至45A,打开磁控溅射V靶电流75A,磁控溅射Cr靶电流60A,磁控溅射W靶电流50A,磁控溅射Si靶电流40A,沉积VCrWSiC涂层1~1.5min;其它参数不变,增加C靶电流,C靶电流每次增加2A,沉积VCrWSiC/Cr复合层1~1.5min,直至C靶电流增至90A,再沉积VCrWSiC/Cr复合层1~1.5min;

(9)重复(7)、(8)、(7)……:交替沉积Cr涂层、VCrWSiC涂层、Cr涂层、VCrWSiC涂层、……、Cr涂层、VCrWSiC涂层共40min;

(10)后处理:关闭各靶电源、离子源及气体源,涂层结束。

2.根据权利要求1所述的减摩耐磨齿轮零件的制备工艺,其特征在于:齿轮零件基体材料为20Cr,20MnB,20CrMo,20CrMnTi,20CrMnMo,20CrNi2MoNb,22CrNi2MoNb,20NiCrMoH,

22CrNi2MoNbH,30CrMnSi,35SiMn中低碳钢及其合金钢中的一种。

3.根据权利要求1所述的减摩耐磨齿轮零件的制备工艺,其特征在于:所制得的齿轮零件具有以下结构:在零件基体1表面向外依次具有表面渗碳扩散层2、Cr涂层3、VCrWSiC涂层

4、VCrWSiC/Cr交替的复合涂层5。