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申请/专利权人：中国石油天然气集团有限公司;中国石油天然气集团公司管材研究所

摘要：本发明公开了一种316L不锈钢表面的碳氮化钛涂层及其制备方法，该涂层具有等轴晶结构及微米级块状晶粒形貌，该结构可以有效改善碳氮化钛涂层与316L不锈钢基体之间的热膨胀系数失配，并降低涂层与基体之间界面应力以及涂层内应力的特点，具备等轴晶与微米级块状晶粒的碳氮化钛涂层材料可以实现高防腐、高耐磨及低应力的兼顾，该涂层与金属基体实现冶金结合，兼具高防腐、高耐磨、良好韧性与结合力等特点。本发明所述涂层可以有效改善地面管线用316L不锈钢材料的防腐蚀与耐磨损性能。

主权项：1.一种316L不锈钢表面的碳氮化钛涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，预处理316L不锈钢基材；步骤2，在化学气相沉积炉的腔体中通过第一辅助气体预热预处理后的316L不锈钢基材，预热后通入氮源、碳源和钛源在316L不锈钢基材上进行化学反应沉积，所述氮源和碳源均为气态，所述钛源通过第二辅助气体载入；所述化学反应沉积温度为650-850℃，时间为40-120min，所述沉积压力为0.01-0.08MPa；化学反应沉积后，在316L不锈钢基材表面形成碳氮化钛涂层；所述氮源为氨气、氮气、二氧化氮，或其组合；所述碳源为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、乙炔，或其组合；所述钛源为四氯化钛、钛粉、钛酸丁酯，或其组合；所述氮源的流量为500-800sccm，所述碳源的流量为600-1000sccm；步骤2后还包括冷却步骤，所述冷却步骤为：3-1第一阶段冷却过程：停止通入氮源、碳源、钛源及第一辅助气体，第二辅助气体的流量调整为100-200sccm，降温速率为5-10℃min，降温至500-600℃；3-2第二阶段冷却过程：降温至500-600℃时，停止通入第二辅助气体；降温至300-500℃时，停止通入所有辅助气体，随后冷却至室温；所述涂层附着在316L不锈钢表面，所述涂层由碳氮化钛微米晶粒组成，所述微米晶粒为块状，所述微米晶粒的平均长度为1-3μm，平均宽度为1-4μm，平均厚度为1-15μm；以原子总数计，涂层中氮元素的原子百分比为20-30％，碳元素的原子百分比为30-50％，钛元素的原子百分比为20-30％，三个元素原子百分比之和≤100％；涂层中，N，C和Ti的总含量≥95％；按所述涂层的总重量计；涂层中，等轴晶结构的体积V1与所述涂层的体积V0之比V1V0≥60％。

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