本發明專利技術涉及模具表面處理技術領域，且公開了一種模具耐高溫PVD涂層，所述PVD涂層由基層、中間過度層和保護層組成，所述基層為含有C/C復合材料的基層，所述中間過度層為厚金屬氮化物過渡層。該模具耐高溫PVD涂層及其制備方法，通過采用SiC工業合成爐可以在C/C復合材料基體上制備出較厚致密的SiC瓷涂層，所制備的陶瓷PVD涂層具有優異的熱穩定性能與抗氧化性能，主要是涂層中間形成丁一層致密的SiC層，以及在高溫氧化環境下在其表面形成一層致密的SiO2層所導致的，通過在基層以及保護涂層中間設置有厚金屬氮化物過渡層，在與保護涂層的配合下可提高整個PVD涂層整體強度，使PVD涂層表現出優越的力學性能和良好的耐磨、減摩性能。能。
【技術實現步驟摘要】
一種模具耐高溫PVD涂層及其制備方法
[0001]本專利技術涉及模具表面處理
，具體為一種模具耐高溫PVD涂層及其制備方法。
技術介紹
[0002]PVD涂層具有硬度HV3000左右，提高耐磨性能，精度高，控制在微米級，不影響零件尺寸，涂層致密，提高防腐性能，溫度低，工件不變形等優點，PVD涂層的覆蓋范圍非常廣泛比如：切削刀具類：刀具，刀片，滾刀類等，各類模具：例如沖壓成型模具，塑膠模具，汽車模具，壓鑄模具等，零部件：需要耐磨防腐以及無油狀態的摩擦件。
[0003]C/C復合材料具有低的密度和優異的高溫力學性能在宇航工業、高溫發熱體、高溫模具和生物材料具有獨特的應用優勢，但其在高溫氧化環境中存在抗氧化性差，耐沖刷能力低等問題，使得其各項物理及力學性能迅速劣化，限制了它在高溫環境下的應用。
[0004]由于Si C涂層具有優異的抗氧化性和耐磨性，低的熱膨脹系數，高溫下氧化形成的Si C玻璃質保護膜能有效阻止氧的擴散滲透，且與C/C復合材料基體化學相容性好，因此，在PVD涂層中結合C/C復合材料可使整個涂層表面具有較好的耐高溫性能，具有廣闊應用前景，故而提出一種模具耐高溫PVD涂層及其制備方法來解決上述問題。
技術實現思路
[0005](一)解決的技術問題
[0006]針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種模具耐高溫PVD涂層及其制備方法，具備耐高溫性能好等優點，解決了耐高溫性能不佳的問題。
[0007](二)技術方案
[0008]為實現上述耐高溫性能好目的，本專利技術提供如下技術方案：一種模具耐高溫PVD涂層，所述PVD涂層由基層、中間過度層和保護層組成，所述基層為含有C/C復合材料的基層，所述中間過度層為厚金屬氮化物過渡層，所述保護涂層為含炭熱固樹脂層。
[0009]優選的，所述中間過度層厚度為20～24μm，所述基層為含有大量的微氣孔。
[0010]優選的，所述保護涂層含碳量在50％～60％，所述保護涂層厚度為10～15μm。
[0011]優選的，所述基層規格12mm
×
10mm的圓柱體，且基層密度為1.65g/cm3。
[0012]本專利技術要解決的另一技術問題是提供一種模具耐高溫PVD涂層及其制備方法，包括以下步驟：一種模具耐高溫PVD涂層的制備方法，包括以下步驟：
[0013]S1、基層處理：將切割成12mm
×
10mm的圓柱體，先用500目的細砂紙磨去表面的切割痕跡，并將各個表面打磨平整，再用100目粗砂紙打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加中間過度層與基體附著力，用超聲波清洗和干燥，備用；
[0014]S2、中間過度層處理：將中間過度層過丙酮、酒精超聲清潔除油后，干燥備用，采用氣相沉積法用SiO2和TiN在基層上進行中間過渡層的連接固定；
[0015]S3、保護涂層處理：將含碳量在50％～60％的保護涂層用無水乙醇調節其粘度，將
一定量平均粒徑為10μm的石油焦加入到溶液中，攪拌約30mi n，配制成一定粘度的高分子溶液，再將其均勻涂敷在中間過度層上，然后在其表面篩上一層平均粒徑為10μm的石油焦微粉，陰干后，再使用800～1000℃的N2保護碳化22～24h，將其埋入SiC工業合成爐中燒成，即得到PVD涂層試樣；
[0016]S4、試樣分析：選取6個PVD涂層試樣進行氧化性能分析實驗，對其進行1400～1600℃，在靜態自由流動空氣中用高溫箱式電阻爐恒溫氧化1～10h的氧化實驗，待冷卻后取出試樣，用精度為0.1mg的電子天平稱重，計算其氧化失重百分率和氧化失重率，用此來評價涂層防氧化能力；
[0017]S5、試樣觀察：將PVD涂層試樣經表面處理后，用電子掃描顯微鏡分析其微觀結構，完成分析觀察。
[0018]優選的，所述步驟S1中超聲波清洗以及干燥時間為20～40mi n，所述步驟S2中除油時間以及干燥時間為30～40mi n。
[0019]優選的，所述步驟S3中陰干時間為22～24h，且陰干后還需通過50～60℃干燥5～7h。
[0020]優選的，所述步驟S5中電子掃描顯微鏡型號為JCxA
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733。
[0021](三)有益效果
[0022]與現有技術相比，本專利技術提供了一種模具耐高溫PVD涂層及其制備方法，具備以下有益效果：
[0023]1、該模具耐高溫PVD涂層及其制備方法，通過采用SiC工業合成爐可以在C/C復合材料基體上制備出較厚致密的SiC瓷涂層，所制備的陶瓷PVD涂層具有優異的熱穩定性能與抗氧化性能，主要是涂層中間形成丁一層致密的SiC層，以及在高溫氧化環境下在其表面形成一層致密的SiO2層所導致的。
[0024]2、該模具耐高溫PVD涂層及其制備方法，通過在基層以及保護涂層中間設置有厚金屬氮化物過渡層，在與保護涂層的配合下可提高整個PVD涂層整體強度，使PVD涂層表現出優越的力學性能和良好的耐磨、減摩性能。
具體實施方式
[0025]下面將結合本專利技術的實施例，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。
[0026]實施例一：
[0027]一種模具耐高溫PVD涂層，PVD涂層由基層、中間過度層和保護層組成，基層為含有C/C復合材料的基層，中間過度層為厚金屬氮化物過渡層，保護涂層為含炭熱固樹脂層。
[0028]本實施例中，中間過度層厚度為20μm，基層為含有大量的微氣孔，保護涂層含碳量在50％，保護涂層厚度為10μm。
[0029]需要說明的是，基層規格12mm
×
10mm的圓柱體，且基層密度為1.65g/cm3。
[0030]一種模具耐高溫PVD涂層的制備方法，包括以下步驟：
[0031]S1、基層處理：將切割成12mm
×
10mm的圓柱體，先用500目的細砂紙磨去表面的切
割痕跡，并將各個表面打磨平整，再用100目粗砂紙打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加中間過度層與基體附著力，用超聲波清洗和干燥，超聲波清洗以及干燥時間為20mi n，備用；
[0032]S2、中間過度層處理：將中間過度層過丙酮、酒精超聲清潔除油后，干燥備用，除油時間以及干燥時間為30mi n，采用氣相沉積法用SiO2和TiN在基層上進行中間過渡層的連接固定；
[0033]S3、保護涂層處理：將含碳量在50％的保護涂層用無水乙醇調節其粘度，將一定量平均粒徑為10μm的石油焦加入到溶液中，攪拌約30mi n，配制成一定粘度的高分子溶液，再將其均勻涂敷在中間過度層上，然后在其表面篩上一層平均粒徑為10μm的石油焦微粉，陰干后，陰干時間為22h，且陰干后還需通過50℃干燥5h，再使用800℃的N2保護碳化22h，將其埋入Si本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種模具耐高溫PVD涂層，其特征在于，所述PVD涂層由基層、中間過度層和保護層組成，所述基層為含有C/C復合材料的基層，所述中間過度層為厚金屬氮化物過渡層，所述保護涂層為含炭熱固樹脂層。2.根據權利要求1所述的一種模具耐高溫PVD涂層，其特征在于，所述中間過度層厚度為20～24μm，所述基層為含有大量的微氣孔。3.根據權利要求1所述的一種模具耐高溫PVD涂層，其特征在于，所述保護涂層含碳量在50％～60％，所述保護涂層厚度為10～15μm。4.根據權利要求1所述的一種模具耐高溫PVD涂層，其特征在于，所述基層規格12mm
×
10mm的圓柱體，且基層密度為1.65g/cm3。5.一種模具耐高溫PVD涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、基層處理：將切割成12mm
×
10mm的圓柱體，先用500目的細砂紙磨去表面的切割痕跡，并將各個表面打磨平整，再用100目粗砂紙打磨其表面，使其表面粗化，有利于增加中間過度層與基體附著力，用超聲波清洗和干燥，備用；S2、中間過度層處理：將中間過度層過丙酮、酒精超聲清潔除油后，干燥備用，采用氣相沉積法用SiO2和TiN在基層上進行中間過渡層的連接固定；S3、保護涂層處理：將含碳量在50％～60％的保護涂層用無水乙醇調節其粘度，將一定...
【專利技術屬性】
技術研發人員：寧運成，林資源，張鎮江，賴建輝，
申請(專利權)人：正興車輪集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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