太原理工大学王永胜获国家专利权
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龙图腾网获悉太原理工大学申请的专利金刚石/高熵合金过渡层马氏体不锈钢刀片制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119243154B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-06发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411310174.8,技术领域涉及:C23C28/00;该发明授权金刚石/高熵合金过渡层马氏体不锈钢刀片制备方法是由王永胜;于盛旺;徐文朝设计研发完成,并于2024-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本金刚石/高熵合金过渡层马氏体不锈钢刀片制备方法在说明书摘要公布了:金刚石高熵合金过渡层马氏体不锈钢刀片制备方法,属于金属表面涂层处理技术领域,解决金刚石涂层无法直接生长在马氏体不锈钢刀片表面的技术问题,依次包括以下步骤:刀片基体的材质为马氏体不锈钢,首先,在刀片基体表面加工微米尺寸微型圆台形成阵列,并在各微型圆台的顶面上底面上制备圆锥盲孔;然后,利用磁控溅射或者双层辉光离子渗金属工艺,在刀片基体表面制备高熵合金过渡层,使高熵合金过渡层完全填充圆锥盲孔并覆盖圆台阵列;最后,对刀片坯料表面进行机械育种后采用微波等离子体化学气相沉积技术进行碳化处理以及金刚石生长,在刀片表面形成具有硬度高、耐磨性和耐蚀性好的金刚石高熵合金涂层。
本发明授权金刚石/高熵合金过渡层马氏体不锈钢刀片制备方法在权利要求书中公布了:1.金刚石高熵合金过渡层马氏体不锈钢刀片制备方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、刀片基体预处理:将马氏体不锈钢刀片基体置于氩气保护气氛中进行退火处理,退火温度为600℃,保温时间为2h,然后随炉冷却至室温,取出备用; S2、刀片基体激光加工:取步骤S1预处理后的刀片基体,打磨清洗干净后装卡在激光加工设备上,在刀片基体两侧表面上分别加工圆台阵列;所述圆台阵列包含紧密排列的若干微型圆台,微型圆台的形状及尺寸为:微型圆台上底面直径为10μm-500μm,微型圆台下底面直径为微型圆台上底面直径的1.2~3倍,微型圆台的高度为10μm-300μm,微型圆台之间的间距等于微型圆台下底面的直径;在微型圆台上底面的心部设置圆锥盲孔,圆锥盲孔的直径为5μm-100μm,圆锥盲孔的深度为5μm-200μm; S3、在刀片基体表面制备高熵合金过渡层,包括以下步骤: S3-1、用浓度为0.1molL的HCl溶液对步骤S2激光加工后的刀片基体进行酸洗,去除激光加工后刀片基体表面的氧化物,酸洗完成后用酒精溶液对刀片基体进行超声波清洗,超声波清洗时间为10min; S3-2、根据圆台阵列的高度,采用以下方式在刀片基体表面制备高熵合金过渡层: 1、当10μm≤圆台阵列的高度<50μm时,采用磁控溅射工艺在刀片基体表面制备高熵合金过渡层,包括以下步骤:首先,将步骤S3-1制备的刀片基体作为基材置于磁控溅射室内,将高熵合金作为靶材置于磁控溅射室内,启动真空泵抽真空至磁控溅射室内的压强为1.5×10-3Pa;然后,向磁控溅射室内通入氩气作为保护气,氩气的流量为70sccm,当磁控溅射室内压强为0.5Pa时,打开磁控溅射电源在刀片基体的单侧面进行磁控溅射,磁控溅射电源的功率为150W,磁控溅射时间为180min-360min,磁控溅射过程中加偏压,偏压为-150V,完成刀片基体单侧面磁控溅射制备高熵合金过渡层,高熵合金过渡层填充于微型圆台的圆锥盲孔中并完全覆盖圆台阵列;最后,磁控溅射处理完成后关闭磁控溅射电源,取出刀片坯料备用; 2、当50μm≤圆台阵列的高度≤300μm时,采用双层辉光离子渗金属工艺在刀片基体表面制备高熵合金过渡层,包括以下步骤: 首先,将步骤S3-1制备的刀片基体置于双层辉光渗金属炉内,向双层辉光渗金属炉内通入氩气作为保护气,氩气的流量为70sccm;然后,启动双层辉光渗金属炉,向刀片基体表面渗高熵合金,渗金属时间为180min-360min,完成刀片基体表面双层辉光离子渗金属制备高熵合金过渡层,高熵合金过渡层填充于微型圆台的圆锥盲孔中并完全覆盖圆台阵列;最后,从双层辉光渗金属炉中取出刀片坯料,并对刀片坯料表面进行精抛后备用; S4、机械育种:将粒径为50nm-100nm的金刚石粉末均匀涂抹在刀片坯料的表面上,随后将刀片浸没于金刚石悬浮液中超声处理10min; S5、碳化处理:首先,将步骤S4机械育种后的刀片坯料放置于微波等离子体化学气相沉积碳化室中,打开机械泵,将碳化室内气压抽至真空状态后通入氢气,氢气流量为400sccm,至碳化室内气压为0.4KPa时打开微波电源,微波电源的功率为0.6kW;然后,当微波电源的功率升高至1kW-2.5kW、碳化室内气压达到2kPa-5kPa时,通入体积浓度为1%-3%的甲烷气体进行碳化处理,甲烷的流量为40sccm-120sccm,碳化处理温度为600℃-700℃,碳化处理时间为60min-180min,制得具有金刚石高熵合金过渡层的马氏体不锈钢刀片。
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