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申请/专利权人：天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心)

摘要：本发明公开了一种具有高耐磨性的AlCrSiNMo热处理型涂层及其制备工艺，属于涂层技术领域。该热处理型涂层是由Mo元素掺杂于AlCrSiN涂层中形成；按原子百分比计，该热处理型涂层的化学成分为：Al14.75～16.71at.％，Cr29.49～33.19at.％，N42.22～48.42at.％，Si1.91～7.96at.％，Mo5.0～6.33at.％。该热处理型涂层是对AlCrSiNMo复合涂层进行加热处理后获得，其磨损率低于4.2×10‑4μm3N·μm。本发明制备的AlCrSiNMo热处理型涂层具有良好的韧性及润滑性能，可以显著增强基体的抗磨损能力，具有较好的化学稳定性。

主权项：1.一种具有高耐磨性的AlCrSiNMo热处理型涂层，其特征在于：该热处理型涂层是将Mo元素掺杂于AlCrSiN涂层中形成；按原子百分比计，该热处理型涂层的化学成分如下：Al14.75~16.71at.%，Cr29.49~33.19at.%，N42.22~48.42at.%，Si1.91~7.96at.%，Mo5.0~6.33at.%；该热处理型涂层由AlN纳米晶相、CrN纳米晶相、Mo2N纳米晶相和Si3N4非晶相形成纳米复合结构；该热处理型涂层的磨损率低于4.2×10-4μm3N·μm；该热处理型涂层的制备工艺是采用真空管式炉对AlCrSiNMo纳米复合涂层进行热处理，通过控制不同热处理阶段的升温速率、保温时间及降温速率，提高AlCrSiNMo纳米复合涂层的韧性与耐磨性，最终获得所述AlCrSiNMo热处理型涂层；其中：所述热处理过程包括如下步骤：（1）将带有AlCrSiNMo纳米复合涂层的涂层样品固定于陶瓷坩埚中，然后放入管式炉的真空管内，并抽真空使管内真空度小于3×10-3Pa；（2）对涂层样品进行热处理，热处理过程具体为：首先按照5~15℃min的升温速率升温至温度T，T＝550-750℃，再进行保温，保温时间50~80min；然后按照3~6℃min的降温速率降至室温，取出样品；步骤（2）所述升温过程具体为：首先按照7℃min的升温速率升温至温度T1，T1=（T－90℃）～（T－110℃）；再以10℃min的升温速率升温至温度T2，T2＝（T－20℃）～（T－50℃）；最后以8℃min的升温速率升温至温度T；步骤（1）所述带有AlCrSiNMo纳米复合涂层的涂层样品的制备是利用HiPIMSPulseDC复合磁控溅射系统，在单晶Si片和高温合金基片上沉积AlCrSiNMo涂层；涂层制备过程包括如下步骤（a）-（e）：（a）基体依次在丙酮和乙醇中超声清洗30min，然后用高纯N2吹干，再固定于真空室内旋转支架上；其中，Cr靶连接到电弧电源，CrMo靶连接到脉冲直流磁控溅射电源，AlCrSi靶连接到高功率脉冲磁控溅射电源；旋转支架转速设置为2.5rmin，AlCrSi靶的靶基距为80mm、CrMo靶的靶基距为80mm，Cr靶的靶基距为280mm；镀膜过程工作气体和反应气体分别通入Ar和N2；（b）辉光放电清洗：将本底真空度抽至小于3.0×10-3Pa，镀膜室加热至400℃，施加-800V偏压，通入流量为200sccm的Ar，保持工作压强为1.5Pa，辉光放电清洗15min；去除基体表面污染物；（c）离子轰击：辉光放电清洗后再开启电弧Cr靶进行离子轰击，设定弧源电流90A，弧源电压20V~20.3V，通入Ar流量200sccm，保持工作压强为5×10-1Pa，离子轰击清洗8min，以改善膜基界面结合，提高涂层的结合强度；（d）沉积CrN过渡层：维持电弧Cr靶参数不变，通入Ar流量为50sccm，N2流量为200sccm，保持工作压强为8×10-1Pa，沉积CrN过渡层15min，减小涂层与基体间热膨胀系数差异，提高膜基结合力；（e）制备AlCrSiNMo纳米复合涂层：降低偏压至-150V，再通入反应气体N2，流量为50sccm，Ar流量为250sccm，保持Ar和N2总流量为300sccm，调节沉积压强为1.6Pa，CrMo靶溅射功率为0.4kW，AlCrSi靶溅射功率为1.2kW，严格控制镀膜时间360min，制备AlCrSiNMo纳米复合涂层。

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