一种叶片表面抗点蚀涂层及其制备方法

摘要

本发明提出了一种叶片表面抗点蚀涂层及其制备方法，所述涂层由里向外依次由粘结层、阻挡层和表面层组成；其中以纯金属Ti作为粘结层，由里向外依次以TiN和TiC作为阻挡层，以TiCN作为表面层；所述制备方法采用电弧离子镀膜机在叶片基体上依次沉积粘结层、阻挡层和表面层。本发明提出的多层抗点蚀涂层结构，具有较低的摩擦系数，较高的硬度，较好的耐磨性，良好的涂层和基体结合力，优越的抗点蚀能力；在制备过程中，要求沉积过程前，炉体真空度至少为6.7×10-3Pa，炉体温度为250℃～450℃，以减少沉积过程中对叶片基体材料组织的显著影响；采用特定的弧电流减少了在沉积过程中涂层表面的大颗粒，液滴以及空洞，使涂层表面光滑致密，均匀，抗腐蚀性能提高。

主权项

一种制备叶片表面抗点蚀涂层的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：将叶片基体置于盛有丙酮溶液的超声清洗机中进行超声清洗，其中丙酮溶液浓度至少为99.9%，清洗时间至少为20min；将清洗后的叶片基体浸入无水乙醇溶液中脱水处理后干燥；步骤2：将经步骤1处理后的叶片基体固定在电弧离子镀膜机炉体的工件杆上；对炉体进行粗抽真空，而后开启加热器，使炉体温度升至250℃～450℃，加热过程中同步对炉体进行细抽真空，使炉体真空度至少为6.7×10‑3Pa；步骤3：保持炉体温度不变，向炉体通入纯度至少为99.9%的氩气，并且开启电弧离子镀膜机的偏压电源和靶材，对叶片基体表面进行清洗，在清洗过程中偏压电源的脉冲偏压幅值由700V按照均匀间隔升高至1000V，占空比为60%～70%，靶材为Ti靶，靶材电流为60A～120A，本步骤的清洗时间为10min～20min，工件杆转架转速为3转/min～8转/min；本步骤的清洗过程中保持炉体真空度为8×10‑1Pa～10×10‑1Pa；步骤4：保持炉体温度不变，调节Ti靶电流为60A～120A，偏压电源的脉冲偏压幅值为200V～400V，占空比为60%～70%；调节氩气流量使炉体内真空度为3×10‑1Pa～5×10‑1Pa，在叶片基体表面沉积纯金属Ti粘结层，沉积时间为20min～30min；步骤5：保持炉体温度不变，保持步骤4中氩气流量、Ti靶电流、脉冲偏压幅值及占空比的值不变，向炉体中通入纯度至少为99.9%的N2气，使炉体内真空度降低2×10‑1Pa～3×10‑1Pa，在粘结层上沉积TiN阻挡层，沉积时间为25min～35min；步骤6：保持炉体温度不变，保持步骤5中Ti靶电流、脉冲偏压幅值及占空比的值不变，关闭氩气和N2气输入，对炉体抽真空，使炉体真空度至少为6.7×10‑3Pa，而后向炉体内通入纯度至少为99.9%的氩气，使炉体真空度为3×10‑1Pa～5×10‑1Pa，再向炉体内通入纯度至少为99.9%的CH4，使炉体真空度降低2×10‑1Pa～3×10‑1Pa，在TiN 阻挡层上沉积TiC阻挡层，沉积时间为25min～45min；步骤7：保持炉体温度不变，保持步骤6中Ti靶电流、脉冲偏压幅值及占空比的值不变，保持氩气和CH4流量不变，向炉体中通入纯度至少为99.9%的N2气，使炉体真空度降低2×10‑1Pa～3×10‑1Pa，在TiC阻挡层上沉积表面层，沉积时间为30min～70min；步骤8：依次关闭靶电源，加热器、偏压电源，关闭CH4和N2气，将炉体冷却至100℃后，关闭氩气，叶片基体随炉冷却至室温后出炉。