本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于鎳基合金緊固件表面的抗高溫粘結(jié)涂層，包括中間涂層和表層涂層，中間涂層粘結(jié)在表層涂層和鎳基緊固件基體之間，中間涂層為Cr層或Ni1-xCrx層，0≤X≤1；表層涂層由CrN相和Ag相組成，且Ag原子在表層涂層中的原子百分含量為1%-10%，Cr原子在表層涂層中的原子百分含量為45%-66%，N原子在表層涂層中的原子百分含量為30%-49%。同時還公開了該抗高溫粘結(jié)涂層的制備方法，包括以下步驟：第一步：清潔基體；第二步：沉積中間涂層；第三步：沉積表層涂層。在鎳基緊固件表面沉積該防高溫粘結(jié)涂層后，可以防止高溫靜態(tài)條件下鎳基緊固件的咬合，使得鎳基緊固件易拆卸。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種涂層及其制備方法，具體來說，涉及一種。
技術(shù)介紹
由于在600-1200°C高溫下能承受一定應(yīng)力并具有抗氧化或抗腐蝕能力，鎳基高溫合金緊固件廣泛應(yīng)用于高溫條件下部件的連接。但是，在高溫及高應(yīng)力耦合條件下，鎳基高溫合金緊固件會發(fā)生嚴重粘結(jié)(或咬合)導(dǎo)致拆卸困難。采用破壞性方法(如切割)拆卸緊固件，不僅費時費力，而且會損傷連接部件。對于需頻繁拆卸的工作條件(如高溫設(shè)備研發(fā)過程)，緊固件的粘結(jié)問題尤其突出。目前，涂敷抗咬合劑是解決金屬部件咬合的常用手段。膏狀的抗咬合劑由增稠劑和固體潤滑材料組成。其中增稠劑由液態(tài)樹脂和油等有機物構(gòu)成采用，固體潤滑材料包括金屬顆粒如銅、鋁、鎳甚至鉍，也包括石墨、二硫化鑰、氮化硼(例如，見JP-B-8-19435，201010257838. O, US20070123436)。然而，上述材料在氧氣條件下氧化易導(dǎo)致抗粘結(jié)性能下降或失效，因此在抗粘結(jié)部位處于低氧或無氧條件才能發(fā)揮良好效果。同時，涂敷抗咬合劑的過程也增加了安裝緊固件工序，降低裝配工作效率；人為涂敷過程也為涂層厚度均勻性及抗咬合效果帶來不確定性。
技術(shù)實現(xiàn)思路
技術(shù)問題本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于鎳基合金緊固件表面的抗高溫粘結(jié)涂層，在鎳基緊固件表面沉積該防高溫粘結(jié)涂層后，可以防止高溫靜態(tài)條件下鎳基緊固件的咬合，導(dǎo)致鎳基緊固件不易拆卸；同時，本專利技術(shù)還提供了該涂層的制備方法，過程簡單。技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案是一種用于鎳基合金緊固件表面的抗高溫粘結(jié)涂層，該涂層覆蓋在鎳基緊固件基體的表面，該涂層包括中間涂層和表層涂層，中間涂層粘結(jié)在表層涂層和鎳基緊固件基體之間，所述的中間涂層為Cr層或NihCrx層，O彡X彡I ;所述的表層涂層由CrN相和Ag相組成，且Ag原子在表層涂層中的原子百分含量為l%_10%，Cr原子在表層涂層中的原子百分含量為45%-66%，N原子在表層涂層中的原子百分含量為30%-49%。—種用于鎳基合金緊固件表面的抗高溫粘結(jié)涂層的制備方法，該制備方法包括以下步驟第一步清潔基體先對鎳基緊固件基體進行脫脂、除灰和除絕緣層處理，然后將鎳基緊固件基體放置在真空室中，產(chǎn)生等離子體，誘發(fā)離子產(chǎn)生并轟擊鎳基緊固件基體的表面，轟擊時間為5-20分鐘；第二步沉積中間涂層利用氣相沉積法，在第一步清潔后的鎳基緊固件基體表面沉積中間涂層，當中間涂層為Cr層時，以純Cr為靶材或蒸發(fā)源，通過磁控濺射法或離子鍍法在鎳基緊固件基體表面沉積Cr層，中間層厚度為50nm —500nm，其中，離子鍍法中，Cr蒸發(fā)源工作電壓20-30V，工作電流為20A，偏壓為-100V，磁控濺射法中，濺射功率密度為5-10ff/cm2 ;當中間涂層為NihCrx層時，以純Ni和純Cr為靶材或蒸發(fā)源，通過磁控濺射法或離子鍍法在鎳基緊固件基體表面共同沉積實現(xiàn)；第三步沉積表層涂層利用氣相沉積法，在第二步沉積中間涂層后，沉積表層涂層。有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果I.鎳基緊固件表面沉積防高溫粘結(jié)涂層后，可以防止高溫靜態(tài)條件下鎳基緊固件的咬合。本專利技術(shù)，在鎳基緊固件的基體表面設(shè)置抗高溫粘結(jié)涂層，該涂層包括中間涂層和表層涂層，中間涂層為Cr層或NihCrx層，表層涂層由CrN相和Ag相組成。設(shè)有該兩層涂層 的鎳基緊固件，加載扭力矩和卸載扭力矩基本相等。這樣，通過設(shè)置該涂層，可以防止鎳基緊固件在高溫靜態(tài)條件下發(fā)生緊固件咬合的情形。這便于在檢修時，鎳基緊固件拆卸自如，省時省力，對連接部件起到保護作用。而對于沒有該涂層的鎳基緊固件，在高溫靜態(tài)條件下，其卸載扭力矩要遠遠大于加載扭力矩，導(dǎo)致鎳基緊固件拆卸十分困難。2.裝配便利。本專利技術(shù)的涂層是預(yù)先設(shè)置在鎳基緊固件基體表面的，避免了安裝前涂敷抗咬合劑工序，增加了裝配維護工序的便捷和可靠性。3.不影響裝配精度。本專利技術(shù)中的中間涂層的厚度為50nm-500nm,表層涂層的厚度為O. 5um-3um。無論表層涂層，還是中間涂層，涂層的厚度小且均勻，不影響高精度鎳基緊固件裝配。附圖說明圖I是沒有涂層的鎳基緊固件和本專利技術(shù)實施例I制備的鎳基緊固件進行加卸載扭力矩測試的結(jié)果圖。圖2是沒有涂層的鎳基緊固件和本專利技術(shù)實施例2制備的鎳基緊固件進行加卸載扭力矩測試的結(jié)果圖。圖3是沒有涂層的鎳基緊固件和本專利技術(shù)實施例3制備的鎳基緊固件進行加卸載扭力矩測試的結(jié)果圖。具體實施例方式在描述本專利技術(shù)的材料、方法之前，應(yīng)當理解本披露不受限于所描述的具體方法以及材料，因為這些可以改變。還應(yīng)理解本說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述這些特定的形式或?qū)嵤┓桨傅哪康模皇侵荚谙拗圃摲秶３橇硗庀薅ǎ诖耸褂玫乃屑夹g(shù)的或科學(xué)的術(shù)語具有與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。本專利技術(shù)的用于鎳基合金緊固件表面的抗高溫粘結(jié)涂層，該涂層覆蓋在鎳基緊固件基體的表面，該涂層包括中間涂層和表層涂層，中間涂層粘結(jié)在表層涂層和鎳基緊固件基體之間。中間涂層為Cr層或NihCrx層，O彡X彡I。表層涂層由CrN相和Ag相組成，且Ag原子在表層涂層中的原子百分含量為1%-10%，Cr原子在表層涂層中的原子百分含量為45%-66%，N原子在表層涂層中的原子百分含量為30%-49%。進一步，NihCrx層為濃度梯度層，且從中間涂層與基體交界處，到中間涂層與表層涂層交界處，X從O逐漸增加到I。作為優(yōu)選方案，所述的中間涂層的厚度為50nm-500nm。所述的表層涂層的厚度為O.5um——3um。上述用于鎳基合金緊固件表面的抗高溫粘結(jié)涂層的制備方法，包括以下步驟第一步清潔基體先對鎳基緊固件基體進行脫脂、除灰和除絕緣層處理，然后將鎳基緊固件基體 放置在真空室中，產(chǎn)生等離子體，誘發(fā)離子產(chǎn)生并轟擊鎳基緊固件基體的表面，轟擊時間為5-20分鐘。第二步沉積中間涂層利用氣相沉積法，在第一步清潔后的鎳基緊固件基體表面沉積中間涂層，當中間涂層為Cr層時，以純Cr為靶材或蒸發(fā)源，通過磁控濺射法或離子鍍法在鎳基緊固件基體表面沉積Cr層，中間層厚度為50nm — 500nm，其中，離子鍍法中，Cr蒸發(fā)源工作電壓20-30V，工作電流為20A，偏壓為-100V，磁控濺射法中，濺射功率密度為5-10ff/cm2 ;當中間涂層為NihCrx層時，以純Ni和純Cr為靶材或蒸發(fā)源，通過磁控濺射法或離子鍍法在鎳基緊固件基體表面共同沉積實現(xiàn)。在第二步中，當NihCrx層為濃度梯度層，制備該濃度梯度層時，在沉積初期，純Ni源上施加功率為設(shè)定的最大值，純Cr源上施加功率為O ;沉積過程中，純Ni源上施加功率逐漸降低，純Cr源上施加功率逐漸升高；沉積末期，純Ni源上施加功率降低為0，純Cr源上施加功率為設(shè)定的最大值。第三步沉積表層涂層利用氣相沉積法，在第二步沉積中間涂層后，沉積表層涂層。第三步的具體制備方法有三種第一種方法是分別以純Ag和純Cr為單獨靶材或蒸發(fā)源，采用濺射法或離子鍍法，工作氣體為Ar氣和N2氣的混合氣體，通過調(diào)節(jié)Ag靶的功率和Cr靶的功率，使得Ag靶的功率與Cr靶的功率之比O. 004-0. 05，并調(diào)節(jié)工作氣體中N2氣的分壓，使得Cr原子和N原子的數(shù)量比值為1-2，從而在鎳基緊固件基體中間涂層的表面共同沉積，形成表層涂層。第二種方法是以純Ag和純Cr構(gòu)成的鑲嵌復(fù)合靶，在本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種用于鎳基合金緊固件表面的抗高溫粘結(jié)涂層，其特征在于，該涂層覆蓋在鎳基緊固件基體的表面，該涂層包括中間涂層和表層涂層，中間涂層粘結(jié)在表層涂層和鎳基緊固件基體之間，所述的中間涂層為Cr層或Ni1？xCrx層，0≤X≤1；所述的表層涂層由CrN相和Ag相組成，且Ag原子在表層涂層中的原子百分含量為1%？10%，Cr原子在表層涂層中的原子百分含量為45%？66%，N原子在表層涂層中的原子百分含量為30%？49%。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張旭海，巫亮，仇月東，蔣建清，
申請(專利權(quán))人：東南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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