申请/专利权人：沈阳航空航天大学

申请日：2021-12-17

公开（公告）日：2024-02-27

公开（公告）号：CN114196915B

主分类号：C23C14/06

分类号：C23C14/06;C23C14/16;C23C14/32;C22C27/04;C22C29/08

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.27#授权;2022.04.05#实质审查的生效;2022.03.18#公开

摘要：一种WC‑Ni‑DLC纳米复合涂层及其制法和应用，属于硬质合金复合涂层技术领域，WC‑Ni‑DLC纳米复合涂层由阴极电弧离子镀结合阳极层离子源复合制备而成，其包括的成分及各个成分的原子百分比为：W：35～40at％，Ni：4～6at％，C：35～40at％，DLC：14～26at％。制备的WC‑Ni‑DLC纳米复合涂层厚度可达30～60微米，其厚度显著优于常规氮化物和碳化物硬质涂层，在室温‑500℃范围内的摩擦系数为0.11～0.25，且在此温度范围内能够始终保持较低的摩擦系数和优良的抗磨损性能，可广泛应用于刀具等机械加工行业，对推动绿色加工行业的发展和节能降耗，具有重要的实际意义。

主权项：1.一种WC-Ni-DLC纳米复合涂层，其特征在于，该WC-Ni-DLC纳米复合涂层包括的成分及各个成分的原子百分比为：W：35~40at%，Ni：4~6at%，C：35~40at%，DLC：14~26at%；所述的WC-Ni-DLC纳米复合涂层的制备方法，包括以下步骤：S1：准备以WNi合金为阴极电弧离子镀靶材，阴极电弧离子镀靶材的靶面法向线和阳极层离子源靶材的靶面法向线重合，阴极电弧离子镀靶材的靶面和阳极层离子源靶材的靶面之间的间距为450~500mm；WNi合金采用合金成分及各个成分的原子百分含量为：W：88~92at%，Ni：8~12at%；将阴极电弧离子镀靶材和阳极层离子源靶材设置在真空室中，且靶面法向线和真空室中心线在同一平面内且垂直；将镀膜基材样品设置在真空室中的试样架中；当真空室压强≤6×10-3Pa时，开始加热，当真空室压强小于2×10-3Pa，真空室温度保持在460~470℃，开始镀膜；S2：镀膜向真空室内通入Ar，使得真空室压强为0.1~0.2Pa，镀膜基材样品公转，开启阳极层离子源，设置功率为3.5~4kW，电压为1200~1500V，时间为10~20min；调整阳极层离子源的功率为1.5~2.5kW，电压为800~1000V，持续通入Ar，开启偏压电源，负偏压值范围为400~600V；开启阴极电弧离子镀电源，调节阴极电弧离子镀靶材的电流至70~80A，沉积得到WNi合金层，所沉积的WNi合金层厚度1~2微米，时间5~10min；S3：通入乙炔反应向真空室内通入乙炔，至真空室内总压强为0.5~0.6Pa，沉积150~300min，得到沉积在镀膜基材样品上的WC-Ni-DLC纳米复合涂层；所述的WC-Ni-DLC纳米复合涂层，厚度达30~60微米，硬度为22~26GPa，在室温~500℃范围内的摩擦系数为0.11~0.25；所述的WC-Ni-DLC纳米复合涂层中WC相的晶粒尺寸为50~150nm，金属Ni相的晶粒尺寸为10~50nm，DLC呈颗粒状分布于Ni相和WC相中间，DLC颗粒的尺寸为20~50nm。

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