(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 112626461 A(43)申请公布日 2021.04.09
(21)申请号 202011427866.2(22)申请日 2020.12.07
(71)申请人 苏州科亿嘉新技术开发有限公司
地址 215000 江苏省苏州市高新区通安镇
真北路88号7号楼4楼(72)发明人 戴丽娜
(74)专利代理机构 苏州铭浩知识产权代理事务
所(普通合伙) 32246
代理人 季栋林(51)Int.Cl.
C23C 14/24(2006.01)B22D 35/04(2006.01)F27B 14/04(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图5页
(54)发明名称
氮化铝钛涂层以及其制造方法(57)摘要
本发明公开了氮化铝钛涂层以及其制造方法，涉及涂层制造技术领域，为解决现有氮化铝钛涂层制造时所用的真空加热罐结构较为简单，功能性低，无法提升涂层的制造效率的问题。氮化铝钛涂层，包括以下质量百分比组分：铁65%；铬16%；镍12%；钼4.95%；锰1.5%；硅0.5%；碳0.01%；磷0.02%；硫0.02%，步骤一：按照重量百分比将制作氮化铝钛涂层的原料倒入真空加热罐内；步骤二：利用抽真空系统抽出罐内气体，使内部处于真空状态，开启陶瓷加热器，将温度升高至1600℃，熔炼各组分，步骤三：打开真空加热罐下端的振动电机，依靠加热罐支腿下端的弹簧带动整个罐体振动，使内部物料相互碰撞，以加快熔炼速度。
CN 112626461 ACN 112626461 A
权 利 要 求 书
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1.氮化铝钛涂层，其特征在于，包括以下质量百分比组分：铁65%；铬16%；镍12%；钼4.95%；锰1.5%；硅0.5%；碳0.01%；磷0.02%；硫0.02%。
包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于，
步骤一：按照重量百分比将制作氮化铝钛涂层的原料倒入真空加热罐内；
使内部处于真空状态，开启陶瓷加热器（31），步骤二：利用抽真空系统抽出罐内气体，
将温度升高至1600℃，熔炼各组分；
步骤三：打开真空加热罐下端的振动电机（37），依靠加热罐支腿（3）下端的弹簧（6）带动整个罐体振动，使内部物料相互碰撞，以加快熔炼速度；
步骤四：熔炼完成后，将温度提升至1700℃，精炼30分钟；步骤五：精炼完成后，降低温度至1650℃，静置30分钟；步骤六：将铸铁模具放置在浇筑台（20）上，启动四周的液压缸（23），带动输出端夹板（24）夹紧模具，开启真空加热罐下端的电磁排料阀（11），进行浇筑；
步骤七：开启浇筑台（20）内的散热风扇（36），依靠风冷使模具快速降低至室温，形成铸锭；
步骤八：去除铸锭表面的氧化皮，将其置于锻压器械，加热至1200℃后，进行锻压处理；步骤九：锻压完毕后，将其置入加热炉中，在900℃温度下加热5小时，使铸锭固熔，制得涂层靶材;
步骤十：将涂层靶材置于工件上，在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电方式，利用气体放电使涂层靶材蒸发并在电场的电离作用下，沉积在工件上，形成氮化铝钛涂层；
其中，所述真空加热罐包括加热罐主体（1），所述加热罐主体（1）的上端安装有进料阀（10），所述加热罐主体（1）的下端安装有电磁排料阀（11），所述加热罐主体（1）的一侧安装有真空排气阀（12），所述加热罐主体（1）的前端面上安装有配电箱（14），所述加热罐主体（1）的外部安装有支撑架（2），所述支撑架（2）的下端安装有支腿（3），且支腿（3）设置有四个，所述支腿（3）的下端安装有上支板（4），所述上支板（4）的下方设置有下支板（5），所述上支板（4）和下支板（5）之间安装有弹簧（6），所述加热罐主体（1）的下方设置有浇筑台（20），所述浇筑台（20）通过连接支架（21）与加热罐主体（1）固定连接，且连接支架（21）设置有四个，所述浇筑台（20）的四周均安装有托板（22），所述托板（22）的上表面安装有液压缸（23），所述液压缸（23）的输出端上安装有夹板（24），所述浇筑台（20）的内部安装有散热风扇（36），且散热风扇（36）设置有五个，所述浇筑台（20）内部的下端安装有振动电机（37），所述加热罐主体（1）的内壁上设置有中空层（27），所述中空层（27）的内壁上设置有陶瓷加热器（31），所述陶瓷加热器（31）的内壁上设置有石英内胆壁（34）。
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权 利 要 求 书
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3.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述上支板（4）下表面的中间位置处安装有橡胶阻尼杆（7），且橡胶阻尼杆（7）与上支板（4）固定连接，所述浇筑台（20）的下端安装有丝杆（25），所述丝杆（25）的外壁上安装有加重块（26），且加重块（26）与丝杆（25）螺纹连接。
4.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述夹板（24）的外壁上设置有防滑纹（35），且防滑纹（35）与夹板（24）为一体结构。
5.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述陶瓷加热器（31）的内部安装有铁铬铝合金电阻丝（32），所述陶瓷加热器（31）的外壁上设置有热量槽（33）。
6.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述散热风扇（36）的上表面安装有铜制防护网（39），所述浇筑台（20）的外壁上设置有排气孔（38），且排气孔（38）设置有若干个。
7.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述中空层（27）的内部安装有水冷盘管（28），所述水冷盘管（28）的上端设置有进水口（29），所述水冷盘管（28）的下端设置有回水口（30）。
8.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述真空排气阀（12）上安装有测温装置（13），所述真空排气阀（12）的进气端与抽真空装置连接。
9.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述配电箱（14）的外壁上设置有电源开关（16），所述电源开关（16）的一侧设置有电压表（17），所述电压表（17）的一侧设置有电流表（18），所述电流表（18）的一侧设置有显示屏（19），所述配电箱（14）的上表面和下表面均设置有散热槽（15）。
10.根据权利要求2所述的氮化铝钛涂层的制造方法，其特征在于：所述支腿（3）之间安装有加固杆（9），所述下支板（5）的下表面安装有减震防滑垫（8），且减震防滑垫（8）与下支板（5）固定连接。
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说 明 书
氮化铝钛涂层以及其制造方法
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技术领域
[0001]本发明涉及涂层制造技术领域，具体为氮化铝钛涂层以及其制造方法。
背景技术
[0002]涂层是涂料一次施涂所得到的固态连续膜，是为了防护，绝缘，装饰等目的，涂布于金属，织物，塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态，通常根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态。物理气相沉积技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源—固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体过程，在
物理气相沉积的主要方法有，真空蒸镀、基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。
溅射镀膜、电弧等离子体镀、离子镀膜，及分子束外延等。[0003]但是，现有氮化铝钛涂层制造时所用的真空加热罐结构较为简单，功能性低，无法提升涂层的制造效率；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了氮化铝钛涂层以及其制造方法。
发明内容
[0004]本发明的目的在于提供氮化铝钛涂层以及其制造方法，以解决上述背景技术中提出的现有氮化铝钛涂层制造时所用的真空加热罐结构较为简单，功能性低，无法提升涂层的制造效率的问题。
[0005]为实现上述目的，氮化铝钛涂层，包括以下质量百分比本发明提供如下技术方案：组分：
铁65%；铬16%；镍12%；钼4.95%；锰1.5%；硅0.5%；碳0.01%；磷0.02%；硫0.02%。
[0006]优选的，所述的氮化铝钛涂层的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量百分比将制作氮化铝钛涂层的原料倒入真空加热罐内；步骤二：利用抽真空系统抽出罐内气体，使内部处于真空状态，开启陶瓷加热器，
将温度升高至1600℃，熔炼各组分；
步骤三：打开真空加热罐下端的振动电机，依靠加热罐支腿下端的弹簧带动整个
罐体振动，使内部物料相互碰撞，以加快熔炼速度；
步骤四：熔炼完成后，将温度提升至1700℃，精炼30分钟；
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说 明 书
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步骤五：精炼完成后，降低温度至1650℃，静置30分钟；步骤六：将铸铁模具放置在浇筑台上，启动四周的液压缸，带动输出端夹板夹紧模
具，开启真空加热罐下端的电磁排料阀，进行浇筑；
步骤七：开启浇筑台内的散热风扇，依靠风冷使模具快速降低至室温，形成铸锭；步骤八：去除铸锭表面的氧化皮，将其置于锻压器械，加热至1200℃后，进行锻压
处理；
步骤九：锻压完毕后，将其置入加热炉中，在900℃温度下加热5小时，使铸锭固熔，
制得涂层靶材;
步骤十：将涂层靶材置于工件上，在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电
方式，利用气体放电使涂层靶材蒸发并在电场的电离作用下，沉积在工件上，形成氮化铝钛涂层；
其中，所述真空加热罐包括加热罐主体，所述加热罐主体的上端安装有进料阀，所
所述述加热罐主体的下端安装有电磁排料阀，所述加热罐主体的一侧安装有真空排气阀，
加热罐主体的前端面上安装有配电箱，所述加热罐主体的外部安装有支撑架，所述支撑架的下端安装有支腿，且支腿设置有四个，所述支腿的下端安装有上支板，所述上支板的下方设置有下支板，所述上支板和下支板之间安装有弹簧，所述加热罐主体的下方设置有浇筑台，所述浇筑台通过连接支架与加热罐主体固定连接，且连接支架设置有四个，所述浇筑台的四周均安装有托板，所述托板的上表面安装有液压缸，所述液压缸的输出端上安装有夹板，所述浇筑台的内部安装有散热风扇，且散热风扇设置有五个，所述浇筑台内部的下端安装有振动电机，所述加热罐主体的内壁上设置有中空层，所述中空层的内壁上设置有陶瓷加热器，所述陶瓷加热器的内壁上设置有石英内胆壁。[0007]优选的，所述上支板下表面的中间位置处安装有橡胶阻尼杆，且橡胶阻尼杆与上支板固定连接，所述浇筑台的下端安装有丝杆，所述丝杆的外壁上安装有加重块，且加重块与丝杆螺纹连接。[0008]优选的，所述夹板的外壁上设置有防滑纹，且防滑纹与夹板为一体结构。[0009]优选的，所述陶瓷加热器的内部安装有铁铬铝合金电阻丝，所述陶瓷加热器的外壁上设置有热量槽。[0010]优选的，所述散热风扇的上表面安装有铜制防护网，所述浇筑台的外壁上设置有排气孔，且排气孔设置有若干个。[0011]优选的，所述中空层的内部安装有水冷盘管，所述水冷盘管的上端设置有进水口，所述水冷盘管的下端设置有回水口。[0012]优选的，所述真空排气阀上安装有测温装置，所述真空排气阀的进气端与抽真空装置连接。
[0013]优选的，所述配电箱的外壁上设置有电源开关，所述电源开关的一侧设置有电压表，所述电压表的一侧设置有电流表，所述电流表的一侧设置有显示屏，所述配电箱的上表面和下表面均设置有散热槽。[0014]优选的，所述支腿之间安装有加固杆，所述下支板的下表面安装有减震防滑垫，且减震防滑垫与下支板固定连接。[0015]与现有技术相比，本发明的有益效果是：
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1、本发明的氮化铝钛涂层由铁、铬、镍、钼、锰、硅、碳、磷、硫按照一定组分熔炼制
成，具有较好的强度以及防腐蚀性能，其在制作时采用的真空加热罐下端安装有浇筑台，浇筑台的四个方位各安装有一组液压夹持机构，用于固定该次加工需要的铸铁模具，使得真空加热罐在熔炼、精炼完毕后，可通过电磁排料阀将溶液直接导入模具内部，缩短了熔炼、精炼、铸造工序间的加工间隙，有效提高了氮化铝钛涂层的制造效率。[0016]2、通过在浇筑台内安装五组散热风扇，且散热风扇的上表面设置有铜制防护网，铜制防护网具有较好的导热性能，能够吸收模具浇筑后产生的热量，并配合散热风扇持续散出，达到快速降温的目的，使得模具内的金属熔液能够快速固化，加快进行下一工序间隔时间。
[0017]3、通过在浇筑台内安装振动电机，且在真空加热罐的支腿下端安装有弹簧机构，在熔炼过程中，可启动振动电机，使加热罐依靠弹簧作用晃动，带动内部物料相互碰撞，从而有效提升混炼速度。
附图说明
[0018]图1为本发明的氮化铝钛涂层制造方法流程图；
图2为本发明的真空加热罐整体结构示意图；图3为本发明的真空加热罐内部结构示意图；图4为本发明的浇筑台内部结构示意图；图5为本发明的浇筑台俯视结构示意图；图中：1、加热罐主体；2、支撑架；3、支腿；4、上支板；5、下支板；6、弹簧；7、橡胶阻尼
杆；8、减震防滑垫；9、加固杆；10、进料阀；11、电磁排料阀；12、真空排气阀；13、测温装置；14、配电箱；15、散热槽；16、电源开关；17、电压表；18、电流表；19、显示屏；20、浇筑台；21、连接支架；22、托板；23、液压缸；24、夹板；25、丝杆；26、加重块；27、中空层；28、水冷盘管；29、进水口；30、回水口；31、陶瓷加热器；32、铁铬铝合金电阻丝；33、热量槽；34、石英内胆壁；35、防滑纹；36、散热风扇；37、振动电机；38、排气孔；39、铜制防护网。具体实施方式
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。[0020]请参阅图1‑5，本发明提供的一种实施例：氮化铝钛涂层，包括以下质量百分比组分：
铁65%；铬16%；镍12%；钼4.95%；锰1.5%；硅0.5%；碳0.01%；磷0.02%；
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硫0.02%。
[0021]进一步，的氮化铝钛涂层的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：按照重量百分比将制作氮化铝钛涂层的原料倒入真空加热罐内；步骤二：利用抽真空系统抽出罐内气体，使内部处于真空状态，开启陶瓷加热器
31，将温度升高至1600℃，熔炼各组分；
步骤三：打开真空加热罐下端的振动电机37，依靠加热罐支腿3下端的弹簧6带动
整个罐体振动，使内部物料相互碰撞，以加快熔炼速度；
步骤四：熔炼完成后，将温度提升至1700℃，精炼30分钟；步骤五：精炼完成后，降低温度至1650℃，静置30分钟；步骤六：将铸铁模具放置在浇筑台20上，启动四周的液压缸23，带动输出端夹板24
进行浇筑；夹紧模具，开启真空加热罐下端的电磁排料阀11，
步骤七：开启浇筑台20内的散热风扇36，依靠风冷使模具快速降低至室温，形成铸
锭；
步骤八：去除铸锭表面的氧化皮，将其置于锻压器械，加热至1200℃后，进行锻压
处理；
步骤九：锻压完毕后，将其置入加热炉中，在900℃温度下加热5小时，使铸锭固熔，
制得涂层靶材;
步骤十：将涂层靶材置于工件上，在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电
方式，利用气体放电使涂层靶材蒸发并在电场的电离作用下，沉积在工件上，形成氮化铝钛涂层；
其中，真空加热罐包括加热罐主体1，加热罐主体1的上端安装有进料阀10，加热罐
主体1的下端安装有电磁排料阀11，加热罐主体1的一侧安装有真空排气阀12，加热罐主体1的前端面上安装有配电箱14，加热罐主体1的外部安装有支撑架2，支撑架2的下端安装有支腿3，且支腿3设置有四个，支腿3的下端安装有上支板4，上支板4的下方设置有下支板5，上支板4和下支板5之间安装有弹簧6，加热罐主体1的下方设置有浇筑台20，浇筑台20通过连接支架21与加热罐主体1固定连接，且连接支架21设置有四个，浇筑台20的四周均安装有托板22，托板22的上表面安装有液压缸23，液压缸23的输出端上安装有夹板24，浇筑台20的内部安装有散热风扇36，且散热风扇36设置有五个，浇筑台20内部的下端安装有振动电机37，加热罐主体1的内壁上设置有中空层27，中空层27的内壁上设置有陶瓷加热器31，陶瓷加热器31的内壁上设置有石英内胆壁34。[0022]进一步，上支板4下表面的中间位置处安装有橡胶阻尼杆7，且橡胶阻尼杆7与上支板4固定连接，浇筑台20的下端安装有丝杆25，丝杆25的外壁上安装有加重块26，且加重块26与丝杆25螺纹连接，橡胶阻尼杆7能够避免弹簧6过度晃动，在一定程度上保证罐体的晃动幅度，浇筑台20下端的加重块26可配合涂层制备原料的重量增减，使得装置的晃动幅度能够处于一个合适范围。[0023]进一步，夹板24的外壁上设置有防滑纹35，且防滑纹35与夹板24为一体结构，防滑纹35能够提高夹板24的夹持力，使铸铁模具的固定更加牢靠。[0024]进一步，陶瓷加热器31的内部安装有铁铬铝合金电阻丝32，陶瓷加热器31的外壁上设置有热量槽33，陶瓷加热器31具有较好的保温和耐热性能，配合内部的铁铬铝合金电
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阻丝32能够快速加热罐体，其热量从热量槽33中散出。[0025]进一步，散热风扇36的上表面安装有铜制防护网39，浇筑台20的外壁上设置有排气孔38，且排气孔38设置有若干个，铜制防护网39具有较好的导热性能，能够吸收模具浇筑后产生的热量，并配合散热风扇36持续散出，达到快速降温的目的。[0026]进一步，中空层27的内部安装有水冷盘管28，水冷盘管28的上端设置有进水口29，水冷盘管28的下端设置有回水口30，水冷盘管28外接水冷循环系统，能够方便控制真空加热罐内的温度。[0027]进一步，真空排气阀12上安装有测温装置13，真空排气阀12的进气端与抽真空装置连接，测温装置13用于检测罐内温度。[0028]进一步，配电箱14的外壁上设置有电源开关16，电源开关16的一侧设置有电压表17，电压表17的一侧设置有电流表18，电流表18的一侧设置有显示屏19，配电箱14的上表面和下表面均设置有散热槽15，配电箱14用于查看真空加热设备的运行参数，以便在出现故障后及时检修。[0029]进一步，支腿3之间安装有加固杆9，下支板5的下表面安装有减震防滑垫8，且减震防滑垫8与下支板5固定连接，减震防滑垫8提高了装置运行时的稳定性。[0030]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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