用于压气机叶轮、叶片的ZrN/TiMo复合涂层及制备方法

摘要

一种用于压气机叶轮、叶片的ZrN/TiMo复合涂层及制备方法，其中用于压气机叶轮、叶片的ZrN/TiMo复合涂层由TiMo粘结层和TiAlN面层组成；该制备方法采用H-MFD200型高真空多功能薄膜沉积系统，在金属表面镀制ZrN/TiMo复合涂层。本发明的制备工艺包括：粘结层TiMo的制备，采用磁控溅射制备工艺；和ZrN面层的制备，采用多弧离子镀制备工艺。该方法制备的涂层致密，与基体结合力良好，涂层厚度可控制，在600℃高温下，具有良好的抗热循环能力、抗热盐腐蚀能力和抗冲刷磨损的能力。

主权项

一种用于压气机叶轮、叶片的ZrN/TiMo复合涂层的制备方法，其特征在于这种用于压气机叶轮、叶片的ZrN/TiMo复合涂层由TiMo粘结层和ZrN面层组成,有下列步骤：步骤1：磁控溅射TiMo涂层（1）预处理：待镀工件经砂纸打磨、抛光，用丙酮超声波清洗，再用超声波去离子水清洗，最后用无水乙醇清洗烘干；（2）装炉：将清洗好的工件安装在H‑MFD200型高真空多功能薄膜沉积系统真空室内试样台上，确保固定，以防脱落；（3）溅射TiMo层1）将金属Ti靶、Mo靶置于直流阴极上；2）关闭真空室，抽真空至1.5×10‑2Pa；3）真空度达到1.5×10‑2Pa之后，通入Ar气；调节质量流量计的流量，使气压调节到2～5Pa范围内；4）离子轰击：打开负偏压电源，将负偏压调至500～1000V范围，对工件进行离子轰击辉光清洗，同时启动加热器对待镀工件进行加热；5）离子清洗完毕后，在150～200℃、0.2～0.4KV电压、0.1～0.75A电流下进行反应磁控溅射，控制溅射时间4～8分钟；6）溅射完毕即得到TiMo薄膜；（4）关闭弧靶电源，待工件温度降至80℃时，关闭抽气阀，对真空室充入干燥空气，打开真空室，取出工件,检验工件表面涂层是否完整；步骤2：多弧离子镀ZrN（1）装炉与离子轰击将镀有TiMo过渡层的工件安装在H‑MFD200型高真空多功能薄膜沉积系统真空室内试样台上，确保固定，以防脱落；（2）镀ZrN涂层1）将金属Zr靶置于阴极上；2）关闭真空室，抽真空至1.2×10‑2Pa；3）真空度达到1.5×10‑2Pa之后，通入N2气；调节质量流量计的流量，使气压调节到2～5×10‑1Pa范围内；4）离子轰击：打开负偏压电源，将负偏压调至500～1000V范围，对工件进行离子轰击辉光清洗，同时启动加热器对待镀工件进行加热；5）离子清洗完毕后，在200～400℃、0.4～1.0KV负偏压、40～80A电流下进行多弧离子镀镀膜，沉积时间10～40分钟；6）沉积完毕即得到ZrN薄膜；（3）关闭弧靶电源，待工件温度降至80℃作用时，关闭抽气阀，对真空室充入干燥空气，打开真空室，取出工件。