最新的毛片基地免费,国产国语一级毛片,免费国产成人高清在线电影,中天堂国产日韩欧美,中国国产aa一级毛片,国产va欧美va在线观看,成人不卡在线

一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法

文檔序號:10529222閱讀:488來源:國知局
一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法,該方法制備的鉬合金板材,采用直流和射頻反應(yīng)共濺射法,在一定沉積壓強(qiáng)、溫度、氮?dú)夥謮旱葪l件下通過控制Y靶功率在基板表面制備高硬度氮釔鋯涂層,可達(dá)到顯著改善和控制材料的組織結(jié)構(gòu)的目的,使得制備的鉬材料強(qiáng)度和韌性能達(dá)到完美的匹配,綜合性能優(yōu)良。
【專利說明】
一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及合金材料制造領(lǐng)域,具體涉及一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硬質(zhì)合金具有高強(qiáng)度、高硬度、優(yōu)良的耐磨性、耐熱性以及良好的抗腐蝕性等特點(diǎn),因此廣泛應(yīng)用于高壓、高轉(zhuǎn)速、高溫、腐蝕性介質(zhì)等工作環(huán)境
鉬及其合金由于具有熔點(diǎn)高、強(qiáng)度大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、抗蝕性能強(qiáng)及高溫力學(xué)性能良好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于高溫加熱、玻璃熔煉、高溫結(jié)構(gòu)支撐件等高溫領(lǐng)域。目前,應(yīng)用于高溫領(lǐng)域的系列主要有TZM板、Mo-La摻雜板材、Mo-Re板及ASK摻雜板材。其中,用于高溫?zé)Y(jié)舟皿的板材主要是TZM板和Mo-La摻雜板材。盡管它們都具有良好的高溫性能,但目前仍然存在著不足之處。如TZM板的低溫韌性不足,塑性成形困難;Mo-Re板材盡管性能優(yōu)異,但由于Re是稀缺金屬,價格昂貴,加工成本難以控制;Mo-La摻雜板材室溫性能良好,但高溫時具有熱脆性,強(qiáng)度和塑性會同時降低,使其使用壽命受到影響,從而提高生產(chǎn)成本。
[0003]通過選擇合適的涂層材料以及涂層制備方法,可以提高硬質(zhì)合金的硬度、耐磨以及高溫氧化性能,從而提高硬質(zhì)合金的使用壽命。在這些涂層硬質(zhì)合金中,過渡族元素的氮化物涂層由于其具有高的硬度、優(yōu)異的耐磨耐蝕性能以及化學(xué)穩(wěn)定性,因此在過去的二十幾年,得到了廣泛的使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法,該方法制備的鉬合金板材,采用直流和射頻反應(yīng)共濺射法,在一定沉積壓強(qiáng)、溫度、氮?dú)夥謮旱葪l件下通過控制Y靶功率在基板表面制備高硬度氮釔鋯涂層,可達(dá)到顯著改善和控制材料的組織結(jié)構(gòu)的目的,使得制備的鉬材料強(qiáng)度和韌性能達(dá)到完美的匹配,綜合性能優(yōu)良。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法,該方法包括如下步驟:
(1)制備基板
將Mo5Si3/ Y2O3,球磨至平均粒徑為100-300nm;
按設(shè)計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的Mo5Si3/ Y2O3混合,采用傳統(tǒng)粉末冶金方法進(jìn)行混合、壓制成燒結(jié)板坯;
將所得燒結(jié)板坯在純氫氣氛下加熱至1850°C-2050°C,保溫5_10小時進(jìn)行燒結(jié);隨爐冷卻后,得到燒結(jié)坯;
將得到的燒結(jié)坯由室溫加熱至1350 °C_1500°C熱乳,道次變形量為20 %-35 %,總變形量大于80%時,完成乳制的到基板;
(2)基板預(yù)處理
所述基板預(yù)處理,可依次進(jìn)行研磨拋光、超聲清洗和離子源清洗; (3)預(yù)濺射
所述預(yù)濺射的條件是,基板溫度為300°C,通入氬氣,調(diào)節(jié)濺射腔體內(nèi)工作壓強(qiáng)至IPa,Zr靶材的直流電源功率為200W,Y靶材的射頻電源功率為10W,預(yù)濺射時間為I Omiη,以去除靶材表面的氮化物、氧化物等,提高靶材的濺射速率;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Υ靶的純度可為99.9% ;
(4)濺射沉積
所述濺射沉積的條件是,在預(yù)濺射結(jié)束后,通入氬氣和氮?dú)?,總通量?0SCCm,其中氮?dú)饬髁繛?0%~15%,沉積的工作壓強(qiáng)為0.2-0.3Pa,Zr靶材的直流電源功率為250W,Y靶材的射頻電源功率為100-150W,兩靶面呈90°,共同的輝光區(qū)域?qū)?zhǔn)硬質(zhì)合金基板,濺射時間為90min,基板溫度為30(rC;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Y靶的純度可為99.9%。
[0006]優(yōu)選的,在所述步驟(2)中,所述研磨拋光,可將基板先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨lOmin,然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨lOmin,再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮,所述超聲清洗,可將研磨拋光后的基板按以下順序清洗,丙酮超聲清洗5min—無水乙醇超聲清洗5min—烘干待用,所述離子源清洗,可采用霍爾離子源對基板進(jìn)行清洗5min,壓強(qiáng)為2 X 10—2Pa,基板溫度為300 V,氬氣通量為1sccm,偏壓為-1OOV,陰極電流為29.5A,陰極電壓為19V,陽極電流為7A,陽極電壓為80V,以清除基板表面的吸附氣體以及雜質(zhì),提高沉積涂層與基板的結(jié)合強(qiáng)度以及成膜質(zhì)量。
[0007]依據(jù)上述方法制備的鉬合金板材,可達(dá)到顯著改善和控制材料的組織結(jié)構(gòu)的目的,使得制備的鉬合金材料強(qiáng)度和硬度能達(dá)到完美的匹配,綜合性能優(yōu)良。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例一
本實(shí)施例的鉬合金板材的鉬合金基板由如下重量組分組成:0.5%的Mo5Si3/ Y2O3 ;余量為平均粒徑<8mi的純鉬粉基體相。
[0009]將Mo5Si3/Y2O3,球磨至平均粒徑為 100-300nm。
[0010]按設(shè)計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的M05S13/ Υ2Ο3混合,米用傳統(tǒng)粉末冶金方法進(jìn)行混合、壓制成燒結(jié)板還。
[0011 ]將所得燒結(jié)板坯在純氫氣氛下加熱至1850°C,保溫5小時進(jìn)行燒結(jié);隨爐冷卻后,得到燒結(jié)坯。
[0012]將得到的燒結(jié)坯由室溫加熱至1350°C熱乳,道次變形量為20 %,總變形量大于80%時,完成乳制的到基板。
[0013]基板預(yù)處理,所述基板預(yù)處理,可依次進(jìn)行研磨拋光、超聲清洗和離子源清洗。所述研磨拋光,可將基板先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨lOmin,然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨lOmin,再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮,所述超聲清洗,可將研磨拋光后的基板按以下順序清洗,丙酮超聲清洗5min—無水乙醇超聲清洗5min—烘干待用,所述離子源清洗,可采用霍爾離子源對基板進(jìn)行清洗5min,壓強(qiáng)為2 X10—2Pa,基板溫度為300°C,氬氣通量為lOsccm,偏壓為-100V,陰極電流為29.5A,陰極電壓為19V,陽極電流為7A,陽極電壓為80V,以清除基板表面的吸附氣體以及雜質(zhì),提高沉積涂層與基板的結(jié)合強(qiáng)度以及成膜質(zhì)量。
[0014]預(yù)濺射,所述預(yù)濺射的條件是,基板溫度為300°C,通入氬氣,調(diào)節(jié)濺射腔體內(nèi)工作壓強(qiáng)至I Pa,Zr靶材的直流電源功率為200W,Y靶材的射頻電源功率為10W,預(yù)濺射時間為lOmin,以去除靶材表面的氮化物、氧化物等,提高靶材的濺射速率;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Y靶的純度可為99.9%。
[0015]濺射沉積,所述濺射沉積的條件是,在預(yù)濺射結(jié)束后,通入氬氣和氮?dú)?,總通量?0SCCm,其中氮?dú)饬髁繛?0%,沉積的工作壓強(qiáng)為0.2Pa,Zr靶材的直流電源功率為250W,Y靶材的射頻電源功率為100W,兩靶面呈90°,共同的輝光區(qū)域?qū)?zhǔn)硬質(zhì)合金基板,濺射時間為90min,基板溫度為30(rC;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Y靶的純度可為99.9%。
[0016]實(shí)施例二
本實(shí)施例的鉬合金板材的鉬合金基板由如下重量組分組成:2%的Mo5Si3/ Y2O3;余量為平均粒徑<8μπι的純鉬粉基體相。
[0017]將Mo5Si3/Υ2Ο3,球磨至平均粒徑為 100-300nm。
[0018]按設(shè)計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的M05S13/ Υ2Ο3混合,米用傳統(tǒng)粉末冶金方法進(jìn)行混合、壓制成燒結(jié)板還。
[0019]將所得燒結(jié)板坯在純氫氣氛下加熱至20500C,保溫1小時進(jìn)行燒結(jié);隨爐冷卻后,得到燒結(jié)坯。
[0020]將得到的燒結(jié)坯由室溫加熱至15000C熱乳,道次變形量為35 %,總變形量大于80%時,完成乳制的到基板。
[0021]基板預(yù)處理,所述基板預(yù)處理,可依次進(jìn)行研磨拋光、超聲清洗和離子源清洗。所述研磨拋光,可將基板先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨lOmin,然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨lOmin,再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮,所述超聲清洗,可將研磨拋光后的基板按以下順序清洗,丙酮超聲清洗5min—無水乙醇超聲清洗5min—烘干待用,所述離子源清洗,可采用霍爾離子源對基板進(jìn)行清洗5min,壓強(qiáng)為2 X10—2Pa,基板溫度為300°C,氬氣通量為lOsccm,偏壓為-100V,陰極電流為29.5A,陰極電壓為19V,陽極電流為7A,陽極電壓為80V,以清除基板表面的吸附氣體以及雜質(zhì),提高沉積涂層與基板的結(jié)合強(qiáng)度以及成膜質(zhì)量。
[0022]預(yù)濺射,所述預(yù)濺射的條件是,基板溫度為300°C,通入氬氣,調(diào)節(jié)濺射腔體內(nèi)工作壓強(qiáng)至I Pa,Zr靶材的直流電源功率為200W,Y靶材的射頻電源功率為10W,預(yù)濺射時間為lOmin,以去除靶材表面的氮化物、氧化物等,提高靶材的濺射速率;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Y靶的純度可為99.9%。
[0023]濺射沉積,所述濺射沉積的條件是,在預(yù)濺射結(jié)束后,通入氬氣和氮?dú)猓偼繛?0sccm,其中氮?dú)饬髁繛?5%,沉積的工作壓強(qiáng)為0.3Pa,Zr靶材的直流電源功率為250W,Y靶材的射頻電源功率為150W,兩靶面呈90°,共同的輝光區(qū)域?qū)?zhǔn)硬質(zhì)合金基板,濺射時間為90min,基板溫度為30(rC;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Y靶的純度可為99.9%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具備氮釔鋯硬質(zhì)涂層鉬合金板材的制備方法,該方法包括如下步驟: (1)制備基板 將Mo5Si3/ Y2O3,球磨至平均粒徑為100-300nm; 按設(shè)計的鉬摻雜材料組分配比分別取平均粒徑<8μπι的純鉬粉與第一步所制備的M05S13/ Υ2Ο3混合,米用傳統(tǒng)粉末冶金方法進(jìn)行混合、壓制成燒結(jié)板還; 將所得燒結(jié)板坯在純氫氣氛下加熱至1850°C-2050°C,保溫5_10小時進(jìn)行燒結(jié);隨爐冷卻后,得到燒結(jié)坯; 將得到的燒結(jié)坯由室溫加熱至1350°C-1500°C熱乳,道次變形量為20%~35% ,總變形量大于80%時,完成乳制的到基板; (2)基板預(yù)處理 所述基板預(yù)處理,可依次進(jìn)行研磨拋光、超聲清洗和離子源清洗; (3)預(yù)濺射 所述預(yù)濺射的條件是,基板溫度為300°C,通入氬氣,調(diào)節(jié)濺射腔體內(nèi)工作壓強(qiáng)至IPa,Zr靶材的直流電源功率為200W,Y靶材的射頻電源功率為10W,預(yù)濺射時間為I Omiη,以去除靶材表面的氮化物、氧化物等,提高靶材的濺射速率;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Υ靶的純度可為99.9% ; (4)濺射沉積 所述濺射沉積的條件是,在預(yù)濺射結(jié)束后,通入氬氣和氮?dú)?,總通量?0SCCm,其中氮?dú)饬髁繛?0%~15%,沉積的工作壓強(qiáng)為0.2-0.3Pa,Zr靶材的直流電源功率為250W,Y靶材的射頻電源功率為100-150W,兩靶面呈90°,共同的輝光區(qū)域?qū)?zhǔn)硬質(zhì)合金基板,濺射時間為90min,基板溫度為30(rC;所述氬氣和氮?dú)饧兌瓤蔀?9.99%,Zr靶材的純度可為99.995%,Y靶的純度可為99.9%。2.如權(quán)利要求1所述,其特征在于,在所述步驟(2)中,所述研磨拋光,可將基板先在600目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行粗磨lOmin,然后在1200目的金剛石砂輪盤上進(jìn)行細(xì)磨lOmin,再用W2.5的金剛石拋光粉進(jìn)行拋光至試樣表面均勻光亮,所述超聲清洗,可將研磨拋光后的基板按以下順序清洗,丙酮超聲清洗5min—無水乙醇超聲清洗5min—烘干待用,所述離子源清洗,可采用霍爾離子源對基板進(jìn)行清洗5min,壓強(qiáng)為2 X 10—2Pa,基板溫度為300 V,氬氣通量為lOsccm,偏壓為-100V,陰極電流為29.5A,陰極電壓為19V,陽極電流為7A,陽極電壓為80V,以清除基板表面的吸附氣體以及雜質(zhì),提高沉積涂層與基板的結(jié)合強(qiáng)度以及成膜質(zhì)量。
【文檔編號】B22F3/16GK105887029SQ201610470272
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月26日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】蘇州思創(chuàng)源博電子科技有限公司
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點(diǎn)贊!
1