1.工程机械刀角的制备工艺,其特征在于,在刀角基体(1)表面由内至外依次设置表面渗碳扩散层(2)、Zr过渡层(3)和ZrNbSiB硼化物梯度涂层(4);
具体包括以下步骤:
S1刀角加工:轧制;
S2刀角热处理:淬火→高温回火;
S3刀角表面处理:将刀角依次放入酒精和丙酮中,超声清洗各50‑60min,去除表面杂质‑3 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(6.0‑6.5)×10 Pa,加热至
300‑320℃,保温40‑50min;
S4刀角表面辉光清洗:通Ar气,其压力为1.7‑2Pa,温度为260‑285℃,打开偏压电源电压550‑650V,占空比0.2‑0.4,表面辉光放电清洗30‑40min;
S5刀角表面离子清洗:偏压调至450‑500V,占空比0.3‑0.4,Ar气气压1‑1.3Pa,温度
240‑260℃,开启离子源,离子清洗10‑20min,开启两个C靶电源,C靶电流110‑120A,离子轰击3‑5min;
S6刀角离子镀渗碳:C靶离子镀电源调为100‑105A,Ar气气压1.3‑1.7Pa,基体偏压调至
370‑400V,温度230‑260℃,进行离子渗碳25‑35min;
S7离子镀沉积Zr过渡层(3):Ar气气压调为1‑1.1Pa,偏压降为320‑350V,沉积温度220‑
250℃,关闭C靶电流,打开Zr靶离子镀电流110‑120A,沉积Zr过渡层(3)8‑12min;
S8磁控溅射沉积ZrNbSiB硼化物梯度涂层(4):Ar气气压调为0.9‑1Pa,偏压调为205‑
225V,沉积温度215‑245℃,关闭Zr靶电流,打开ZrNbSiB磁控溅射靶电流65A,沉积ZrNbSiB复合层5‑6min;其它参数不变,增加ZrNbSiB磁控溅射靶电流至70A,沉积ZrNbSiB复合层5‑
6min;每间隔5‑6min,靶电流增加5A,直至靶电流增至110A,再沉积ZrNbSiB复合层5‑6min;
S9后处理:关闭各靶电源、离子源及气体源,涂层结束。
2.如权利要求1所述的工程机械刀角的制备工艺,其特征在于,步骤S6中,离子镀渗碳所使用的是C离子镀靶材,靶材所采用的C粉末颗粒直径为30‑60nm。
3.如权利要求1所述的工程机械刀角的制备工艺,其特征在于,步骤S7中,沉积Zr过渡层(3)所使用的是Zr离子镀靶材,靶材所采用的Zr粉末颗粒直径为60‑90nm。
4. 如权利要求1所述的工程机械刀角的制备工艺,其特征在于,步骤S8中,沉积ZrNbSiB硼化物梯度涂层(4)所使用的是ZrNbSiB磁控溅射靶材,靶材所采用的粉末颗粒直径为60‑120nm,各元素的原子百分比含量为:Zr 55‑65at.%、Nb 10‑20at.%、Si 5‑10at.%、B
10‑20at.%。
5.如权利要求1所述的工程机械刀角的制备工艺,其特征在于,所述刀角基体(1)材料为Q345、Q460、45钢和40Cr中碳钢及其合金钢中的一种。
6.如权利要求1‑5任一项所述的制备工艺制备得到的工程机械刀角。