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申请/专利权人：中国科学院金属研究所

摘要：本发明涉及硬质耐磨涂层领域，具体涉及一种Al改性WB2涂层及其制备方法。采用直流磁控溅射的工艺，在通过调控Al靶电流、基底偏压和沉积温度等参数，在YG8硬质合金上制备了Al改性WB2涂层。Al改性WB2涂层为Al元素掺杂的AlB2型WB2涂层，涂层厚度为1～4μm，Al掺杂量为0～23.5at.％且大于0，涂层硬度在30GPa以上，涂层的平均摩擦系数为0.45～0.5，磨损率为2.2×10‑7mm3Nm。该涂层有较高的硬度，较好的减磨、耐磨性能。本发明所涉及的涂层，可显著提高工件或刀具表面的硬度及耐磨性，对于硼化物硬质涂层的理论研究和实际应用具有重要意义。

主权项：1.一种Al改性WB2涂层，其特征在于，该Al改性WB2涂层为Al元素掺杂的AlB2型WB2涂层，涂层厚度为3.5～3.7μm，呈现致密无缺陷的状态，纳米晶的WB2和非晶Al2O3形成了纳米晶非晶复合结构，Al掺杂量为0～23.5at.％且大于0，涂层硬度在30GPa以上，涂层的平均摩擦系数为0.45～0.5，磨损率低至2.2×10-7mm3Nm；该Al改性WB2涂层使用WB2型WB2靶材和Al靶材，采用直流磁控溅射技术，并通过控制Al靶电流、基底偏压和沉积温度，在YG8硬质合金基底上制备而成；所述的Al改性WB2涂层的制备方法，包括如下步骤：1预处理过程：涂层沉积之前需对基底进行预处理，具体为：先将基底打磨至Ra＝0.4μm，然后对试样基底进行超声清洗，在丙酮和无水乙醇中分别超声清洗10～20分钟，清洗后使用丙酮和无水乙醇淋洗，并使用高压普通氮气吹扫净残留酒精至基底表面洁净；将基底放入直流磁控溅射设备的真空腔体内，待腔体内真空度达到4×10-3～1×10-2Pa时，通入氩气，氩气气压控制在1～3Pa，再开启基底偏压至-1000V，使氩气发生辉光放电，对基底进行辉光清洗30～40分钟；2采用直流磁控溅射技术沉积Al改性WB2涂层，工艺参数为：氩气气压为0.3～0.7Pa，WB2靶材功率设定为200～300W，Al靶电流为0～500mA，基底偏压为-50～-200V，靶基距为50～100mm，沉积温度为300～500℃；3沉积结束后，停止通入氩气，关闭基底偏压电源，关闭磁控溅射电源，继续抽真空，样品随炉冷却至50℃以下，将样品从腔体内取出。

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