CN116180078A - 一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法和应用，涉及到耐磨耐腐蚀技术领域。本发明提供的钢表面耐蚀耐磨复合涂层依次包括：基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层；铬基氮化物梯度层依次为Cr层和Cr(N)‑Cr2N‑CrN层，梯度层的总厚度为5～100μm，Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/4～2/3。铬基氮化物梯度层的存在可解决PVD涂层与钢表面存在的腐蚀问题，同时由于梯度层内的化学组分是梯度变化的，所以应力在梯度层内部是逐渐变化的，这就能够降低不同层之间界面的应力，进而增强PVD氮化物涂层与基体钢之间的结合力，提高钢表面复合涂层的耐蚀耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨耐腐蚀技术领域，更具体地，涉及一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层及其制备方法和应用。
背景技术
表面经过物理气象沉积(PVD)一层氮化物涂层的钢，虽然具有一定的耐腐蚀性及优异的耐磨性，但其表面高密度颗粒易成为腐蚀介质扩散通道，当腐蚀介质渗透PVD氮化物涂层时，涂层与基体钢构成原电池，加速涂层与基体界面的腐蚀，造成PVD氮化物涂层剥落，加速模具失效。另一方面，工件的耐腐蚀性，除了跟表面PVD氮化物涂层相关外，还与基体耐腐蚀紧密相关，而钢本身耐腐蚀性极差。因此，需在基体钢与PVD氮化物涂层之间引入一层中间层防止腐蚀。
电镀Cr层是理想的中间层。电镀Cr与钢具有良好的亲和性，确保结合力，此外，Cr层也具有优异的耐腐蚀性，能够提高基体钢的耐腐蚀性。现有技术公开了一种在PVD氮化物涂层与Fe基体之间引入了一层镀Cr层的复合涂层，镀Cr层与Fe基体之间经过退火处理还形成了Fe-Cr扩散层，但镀Cr层与PVD氮化物涂层之间的弹性模量等物性相差甚远，Fe-Cr扩散层的形成只能提高镀Cr层与Fe基体之间的结合力，无法提高镀Cr层与PVD氮化物涂层之间的结合力，因此，PVD氮化物涂层仍然存在容易剥落的问题，降低基体的耐蚀耐磨性。
发明内容
为了解决现有技术中在基体钢和PVD氮化物涂层之间引入中间Cr层后中间Cr层与PVD氮化物涂层结合力不足的问题，本发明提供了一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，依次包括：基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层，铬基氮化物梯度层的存在可以防止钢与PVD氮化物涂层之间形成腐蚀，同时能够调整各层界面应力，增强PVD氮化物涂层对梯度层的结合力，进而提高PVD氮化物涂层对基体钢的结合力。
本发明的另一目的是提供一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法。
本发明的再一目的是提供一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，依次包括：基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层；铬基氮化物梯度层依次为Cr层和Cr(N)-Cr2N-CrN层，总厚度为5～100μm，Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/4～2/3。
基体钢表面的PVD氮化物涂层具有优良的耐磨性和耐腐蚀性，但PVD氮化物涂层表面存在高密度颗粒，这些颗粒在腐蚀环境下会成为腐蚀介质的扩散通道，而当腐蚀介质渗透PVD氮化物涂层时，涂层会与基体钢构成原电池，加速PVD氮化物涂层与基体钢界面的腐蚀，造成PVD氮化物涂层剥落、失效。为了防止PVD氮化物涂层与基体钢在腐蚀介质中相互接触、形成原电池、进而腐蚀剥落，本发明在两者之间引入了一层中间层，不仅防止二者相互接触，而且提高了钢表面的耐腐蚀性。
首先在基体钢上电镀一层Cr层，而后对电镀Cr层进行等离子氮化处理，使氮原子不断渗透进入Cr层内部，距离外表面越远氮原子的渗透越难，因此经过等离子氮化处理后Cr层转变成铬基氮化物梯度层，依次为Cr层和Cr(N)-Cr2N-CrN层，从底层到表层氮元素在铬基氮化物之中的占比增大，但由于氮元素是通过晶界的扩散而渗透到Cr晶格中的，所以Cr(N)、Cr2N和CrN三种元素之间并没有明显的分层。在梯度层内部的Cr与CrN之间，存在Cr(N)、Cr2N两种氮元素占比更少的成分，这是由于越深入电镀Cr层内部，氮原子的扩散越难。
梯度层内部的Cr层对于基体钢具有良好的亲和性，因为Cr和钢一样具有体心立方的晶格结构，两者的晶格常数能够相互匹配。梯度层表面的CrN具有面心立方的晶格结构，PVD氮化物涂层也同样具有面心立方的晶格结构，因此CrN能够在沉积PVD氮化物涂层时作为该涂层的外延形核点，两者之间具有良好的结合力。但PVD氮化物涂层与Cr层并不能很好相容，因为两者的晶格常数和热膨胀系数均不适配。Cr(N)是一种N固溶在Cr晶格中形成的固溶体，其结构与Cr相同，晶格常数非常接近；Cr2N具有密排六方的晶格结构，这一结构的晶格常数数值在面心立方和体心立方之间，对两种结构的晶格都能形成较好的适配，因此能够调整界面应力，使得应力在梯度层内部是逐渐变化的，这就降低了PVD氮化物涂层、铬基氮化物梯度层和基体钢三者之间的界面应力，使耐蚀耐磨的PVD涂层能够牢固地结合在钢表面，提高钢的耐蚀耐磨性。
铬基氮化物梯度层的总厚度为5～100μm。当铬基氮化物梯度层的厚度低于5μm时，梯度层对于后续形成的PVD氮化物涂层的承载能力不足，无法提高PVD氮化物涂层对于基体的结合力；而当铬基氮化物梯度层的厚度高于100μm时，梯度层表面会具有较多孔洞和裂纹，也不利于与PVD氮化物涂层的结合，这是因为梯度层由电镀Cr层通过渗氮处理制备得到，其厚度与电镀Cr层保持一致，而当电镀Cr层的厚度高于100μm时，Cr层表面容易出现孔洞跟裂纹。
Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/4～2/3。当铬基氮化物梯度层中Cr层的厚度占据总厚度的比例低于1/4或高于2/3时，基体钢对于梯度层的结合力都会有所下降，因为梯度层难以通过成分上的过渡带来应力缓和的效果，应力在基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层这三层的界面上形成突变，进而使PVD氮化物涂层对于基体钢的结合力难以提升。
优选地，Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/3～1/2。
当Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/3～1/2时，基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层三层之间的界面应力更小，由这三层组成的钢表面耐蚀耐磨复合涂层对于基体钢的结合力更强，对基体钢的耐蚀耐磨性增强效果更好。
优选地，铬基氮化物梯度层的总厚度为20～80μm。
当铬基氮化物梯度层的总厚度为20～80μm时，钢表面耐蚀耐磨复合涂层对基体钢的增强效果更好。
优选地，PVD氮化物涂层的厚度为1～20μm。
PVD氮化物涂层越厚，与基体接触、形成腐蚀的部分占比就越少，因此PVD氮化物涂层的耐蚀性能越好。然而，过厚的PVD氮化物涂层，对基体的结合力也下降。当PVD氮化物涂层的厚度为1～20μm时，耐蚀性和对基体的结合力都比较优良。
更优选地，PVD氮化物涂层的厚度为3～10μm。
优选地，PVD氮化物涂层依次为CrN层和AlCrN层。
当PVD氮化物涂层由AlCrN层组成时，涂层具有耐高温氧化温度能明显提高、摩擦系数更小、排屑能力更强、抗粘结性好、韧性更好等优点。然而，通过等离子渗氮技术形成的梯度层与PVD氮化物涂层的硬度等物理性能不匹配，导致PVD氮化物涂层与梯度层之间结合力下降。为提高PVD氮化物涂层与梯度层的结合力，利用梯度层表面的CrN层能够作为PVD涂层外延形核点的优势，首先在梯度层表面沉积一层CrN的PVD涂层，再在CrN涂层的表面沉积一层AlCrN层。
更优选地，PVD氮化物涂层依次为CrN层、CrN/AlCrN层和AlCrN层。
CrN层与AlCrN层直接仍存在着一定的晶格失配，导致两层之间的界面存在应力，不利于CrN层与AlCrN层提高结合力。因此，在CrN和AlCrN两层PVD氮化物涂层之间引入一层CrN/AlCrN层，减少CrN层与AlCrN层界面的应力。
更优选地，PVD氮化物涂层中不同组成层的厚度分别为CrN：CrN/AlCrN：AlCrN＝1：(1～5)：10。
当依次为CrN层、CrN/AlCrN层和AlCrN层的PVD氮化物涂层中不同组成层的厚度分别为CrN：CrN/AlCrN：AlCrN＝1：(1～5)：10时，PVD涂层表面AlCrN层与铬基氮化物梯度层之间不同界面的应力降低的程度最大，PVD氮化物涂层对梯度层的结合力更高，对基体钢的耐蚀耐磨性增强效果也更好。
本发明保护上述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，具体包括如下步骤：
S1.前期处理：对基体进行抛光和清洁处理；
S2.电镀处理：在基体表面电镀一层5～100μm的Cr层；
S3.渗氮前处理：将表面有电镀Cr层的样品置于等离子氮化炉内，通入氢气与氩气的混合气体进行辉光加热，通入氩气进行离子刻蚀，再通入氩气与氢气的混合气体进行辉光加热；
S4.渗氮处理：向等离子氮化炉内通入氩气与氮气的混合气体进行等离子渗氮，等离子渗氮过程分为两阶段，第一阶段为低氮势渗氮，氮气：氩气＝1：(3～6)；第二阶段为高氮势渗氮，氮气：氩气＝1：(0.2～1)；
S5.PVD涂层制备：将经过渗氮化处理后的样品放入PVD炉内，经过氩离子清洗后在样品表面沉积PVD氮化物涂层。
优选地，上述步骤S1中的抛光处理，抛光至样品表面粗糙度≤0.1μm。
优选地，上述步骤S2中电镀Cr层的硬度介于500～900HV。硬度在这一范围内的镀Cr层具有较高的致密性，经过渗氮之后能够更好地提高PVD氮化物涂层与基体钢之间的结合力。
优选地，上述步骤S3中，在离子刻蚀前进行辉光加热的条件为：抽真空至20Pa，利用氩气：氢气＝1：(2～5)的混合气体，加热至350℃～400℃。
在离子刻蚀前进行的辉光加热，是为了给等离子氮化炉进行预热。
优选地，上述步骤S3中，离子刻蚀的条件为：刻蚀电压650～1000V，刻蚀时间1～5h。
Cr容易被氧化，因此在电镀Cr层表面存在一层氧化物层，不利于渗氮过程的进行。离子刻蚀的目的是去除这层氧化物层。采用更高的电压对Cr层进行刻蚀时，Cr层表面能够形成一定的缺陷，有利于后续氮原子的渗入；然而，离子刻蚀会给基体带来附加热效应，当刻蚀电压高于1000V、刻蚀时间大于5h时，离子刻蚀会导致基体严重发热，不利于控制后续辉光加热的温度，进而也不利于渗氮。而当刻蚀电压过低时，Cr层表面难以形成有利于氮原子渗透的缺陷。
优选地，上述步骤S3中，在离子刻蚀后进行的辉光加热的条件为：利用氩气：氢气＝1：(2～5)的混合气体，加热至510～600℃。
在上述步骤S4中，将等离子渗氮过程分为两个阶段，分别是低氮势渗氮和高氮势渗氮，氮气与氩气的比值分别是1：(3～6)和1：(0.2～1)，目的在于：首先通过低氮势渗氮使氮原子能够通过在晶界的扩散渗透进入电镀Cr层内部，而后通过高氮势渗氮使电镀Cr层表面的Cr原子能够快速与氮原子反应形成氮化物。在进行低氮势渗氮时，氮气的占比越高，氮元素越容易与电镀Cr层表面的Cr元素形成化合物，阻碍后续渗氮；而当氮气占比过低时，渗氮无法顺利进行；在进行高氮势渗氮时，高氮气占比能够使铬基氮化物快速形成，但当氮气占比提高到一定程度时，继续提高氮气占比就无法再促进铬基氮化物的形成。
优选地，上述步骤S4中，等离子渗氮的总时长为2h～10h，其中低氮势渗氮的时长为1h～4h，高氮势渗氮的时长为1h～6h。
当等离子渗氮的总时长控制在2h～10h，其中低氮势渗氮的时长为1h～4h，高氮势渗氮的时长为1h～6h时，两个阶段的渗氮过程都能够充分进行。
优选地，步骤S5中氩离子清洗的条件为：当PVD炉的真空室的本底真空度为小于1×10-2Pa时，通入氩气使气压小于0.2Pa，样品温度300～500℃，负偏压650V，轰击时间20min。
优选地，上述步骤S5中沉积PVD氮化物涂层的条件为：真空调节为1～5Pa，打开靶材，保持样品偏压-50～-150V，通入氮气，控制气压在1～5Pa，保持样品温度420～500℃，靶材电流80～200A，沉积涂层。
优选地，上述步骤S5中PVD氮化物涂层的沉积时间为2.5～10h。
更优选地，上述步骤S5中PVD氮化物涂层的沉积时间为CrN层0.5～2h、CrN/AlCrN层1～5h、AlCrN层1～3h。
本发明还保护一种模具钢，模具钢的表面具有利用上述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法制备得到的耐蚀耐磨复合涂层。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
在PVD氮化物涂层与基体钢之间引入了一层铬基氮化物梯度层以防止二者在腐蚀介质中相互接触、发生腐蚀，与此同时，铬基氮化物梯度层内部的成分是梯度变化的，应力在其中逐渐变化，这就降低了在PVD氮化物涂层、梯度层和基体钢三者之间界面的应力，提高了三者之间的结合力，使耐蚀耐磨的PVD涂层能够牢固地结合在钢表面，提高钢的耐蚀耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非另有说明，本发明实施例采用的原料试剂为常规购买的原料试剂。
实施例1
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，依次包括：基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层；铬基氮化物梯度层依次为Cr层和Cr(N)-Cr2N-CrN层；铬基氮化物梯度层的总厚度为5μm；Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/2；PVD氮化物涂层的厚度为5μm，PVD氮化物涂层的成分为AlCrN。
上述实施例1中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法具体包括如下步骤：
S1.前期处理：将市场购买的8407模具钢样品进行机械抛光至表面粗糙度粗糙度≤0.1μm，然后进行丙酮、无水乙醇超声清洗，继而放入酒精和丙酮中，先用超声波清洗30分钟，再用气枪将清洗后的样品吹干；
S2.电镀处理：将清洗后的样片放入电镀槽中，电镀Cr工艺：电解液由铬酐(200～250g/L)、硫酸(2.0～2.5g/L)和三价铬(3.0～6.0g/L)组成，电流密度为70A/dm2，电镀温度为65℃，在基体表面电镀一层5μm的Cr层；
S3.渗氮前处理：将表面有电镀Cr层的样品置于等离子氮化炉内，抽真空至20Pa，通入氢气：氩气＝3：1的混合气体进行辉光加热，加热至350℃，通入氩气进行离子刻蚀，刻蚀电压650V，刻蚀时间1.5h，再通入氢气：氩气＝5：1的混合气体进行辉光加热，加热至580℃；
S4.渗氮处理：向等离子氮化炉内通入氩气与氮气的混合气体进行等离子渗氮，等离子渗氮过程分为两阶段，第一阶段为低氮势渗氮，氮气：氩气＝1：5；第二阶段为高氮势渗氮，氮气：氩气＝1：1/3；总渗氮时长为5h，其中第一阶段时长为3h，第二阶段时长为2h；
S5.PVD涂层制备：将经过渗氮化处理后的样品放入PVD炉内，打开AlCr靶，保持样品偏压-100V，通入氮气，控制气压在3Pa，保持样品温度450℃，靶材电流160A，经过氩离子清洗后在样品表面沉积成分为AlCrN的PVD氮化物涂层，沉积时间为5h。
实施例2
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，与实施例1中涂层的不同之处在于，铬基氮化物梯度层的总厚度为100μm。
上述实施例2中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
步骤S2中电镀的Cr层厚度为100μm；
步骤S4中总渗氮时间为50h，其中第一阶段氮气：氩气＝1：6，渗氮时间为40h，第二阶段氮气：氩气＝1：0.25；总渗氮时间为10h。
实施例3
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，与实施例1中涂层的不同之处在于，铬基氮化物梯度层的总厚度为50μm；Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/4。
上述实施例3中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，与实施例2的不同之处在于：
步骤S2中电镀的Cr层厚度为50μm；
步骤S4中总渗氮时间为25h，其中第一阶段渗氮时间为17h，第二阶段渗氮时间为8h。
实施例4
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，与实施例3中涂层的不同之处在于，Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/3。
上述实施例4中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，与实施例3的不同之处在于：
步骤S4中总渗氮时间为25h，其中第一阶段渗氮时间为19h，第二阶段渗氮时间为6h。
实施例5
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，与实施例3中涂层的不同之处在于，Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的2/3。
上述实施例5中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，与实施例3的不同之处在于：
步骤S4中总渗氮时间为25h，其中第一阶段渗氮时间为22h，第二阶段渗氮时间为3h。
实施例6
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，与实施例3中涂层的不同之处在于，Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/2。
上述实施例6中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，与实施例3的不同之处在于：
步骤S4中总渗氮时间为25h，其中第一阶段渗氮时间为20h，第二阶段渗氮时间为5h。
实施例7
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，与实施例6中涂层的不同之处在于，铬基氮化物梯度层的总厚度为20μm。
上述实施例7中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
步骤S2中电镀的Cr层厚度为20μm。
步骤S4中总渗氮时间为10h，其中第一阶段渗氮时间为7h，第二阶段渗氮时间为3h。
实施例8
一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，与实施例6中涂层的不同之处在于，铬基氮化物梯度层的总厚度为80μm。
上述实施例8中钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，与实施例1的不同之处在于：
步骤S1中电镀Cr层的厚度为80μm；
步骤S4中总渗氮时间为40h，其中第一阶段氮气：氩气＝1：5，渗氮时间为32h，第二阶段氮气：氩气＝1：0.25，渗氮时间为8h。
对比例1
一种钢表面涂层，依次包括：基体钢和PVD氮化物涂层；PVD氮化物涂层的厚度为5μm。
上述对比例1中钢表面涂层的制备方法具体包括如下步骤：
S1.将经过清洗和干燥的钢件放进PVD炉内，加热至450℃；
S2.打开AlCr靶，靶材电流为160A，基体偏压为-60V，向PVD炉内通入流量为650sccm的氮气，经过5h的沉积时间后制备得到AlCrN涂层。
对比例2
一种钢表面涂层，依次包括：基体钢、镀Cr层和PVD氮化物涂层；镀Cr层的厚度为50μm，PVD氮化物涂层的厚度为5μm。
上述对比例2中钢表面涂层的制备方法具体包括如下步骤：
S1.采用传统电镀工艺，在工件表面镀50μm的Cr层；
S2.将表面镀有Cr层的工件放入PVD炉内，在镀Cr层表面沉积AlCrN的PVD氮化物涂层，沉积工艺参数与对比例1相同。
性能测试
腐蚀电位测试：采用电化学工作站，测试涂层的耐腐蚀性能，腐蚀溶液为10vol.％HCl溶液，腐蚀电位作为判断其耐蚀性能。通常情况下，腐蚀电位越高，其耐蚀性能越好。
滑动摩擦磨损实验：采用销盘式摩擦磨损试验机，测试涂层的耐磨性。对磨球为WC-10Co硬质合金，其硬度为970HV，直径为6mm，磨损速度400r/min，测试载荷为50N。
涂层结合力测试：用多功能划痕仪测试涂层与基体结合力，测试载荷为150N，速度为20N/min。
测试结果如下表1所示：
表1.实施例1～8与对比例1～2性能测试数据
从表1中可以看出，采用本发明的技术方案所制备出的钢表面耐蚀耐磨复合涂层，在耐腐蚀能力、耐磨损能力和结合力三个方面的综合性能是最优的。
根据实施例1～2、实施例6～8的数据来看，当铬基氮化物梯度层的厚度在20～80μm的范围内时，钢表面耐蚀耐磨复合涂层的结合力是最好的。
根据实施例3～6的数据来看，当铬基氮化物梯度层中Cr层的厚度在梯度层总厚度中占比在1/3～1/2之间时，钢表面耐蚀耐磨复合涂层的各项性能更优异。
对比例1提供了一种常见的钢表面PVD氮化物涂层，与实施例1～8的区别在于缺少了中间的Cr梯度层；对比例2提供了一种在基体钢与PVD氮化物涂层中间含有镀Cr层的复合涂层，与实施例1～8的区别在于镀Cr层中仅为Cr，不含N元素。从表1的实验数据可以看到，对比例1～2的腐蚀电位负值更大即腐蚀电位更低，涂层耐腐蚀能力比实施例1～8中提供的差；对比例1～2涂层的磨损率更高，即两个对比例中涂层的耐磨性能也没有实施例中涂层的优秀；对比例1～2中涂层的结合力也比实施例所提供的涂层差，表明对比例涂层在受到外界应力时更容易剥落。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层依次包括：基体钢、铬基氮化物梯度层和PVD氮化物涂层；所述铬基氮化物梯度层依次为Cr层和Cr(N)-Cr2N-CrN层；所述铬基氮化物梯度层的总厚度为5～100μm；所述Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/4～2/3。
2.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述Cr层的厚度占据铬基氮化物梯度层厚度的1/3～1/2。
3.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述铬基氮化物梯度层的总厚度为20～80μm。
4.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述PVD氮化物涂层的厚度为1～20μm。
5.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述PVD氮化物涂层依次为CrN层和AlCrN层。
6.如权利要求1所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层，其特征在于，所述PVD氮化物涂层依次为CrN层、CrN/AlCrN层和AlCrN层。
7.一种权利要求1～6任一项所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1.前期处理：对基体进行抛光和清洁处理；
S2.电镀处理：在基体表面电镀一层5～100μm的Cr层；
S3.渗氮前处理：将表面有电镀Cr层的样品置于等离子氮化炉内，通入氢气与氩气的混合气体进行辉光加热，通入氩气进行离子刻蚀，再通入氩气与氢气的混合气体进行辉光加热；
S4.渗氮处理：向等离子氮化炉内通入氩气与氮气的混合气体进行等离子渗氮，等离子渗氮过程分为两阶段，第一阶段为低氮势渗氮，氮气：氩气＝1：(3～6)；第二阶段为高氮势渗氮，氮气：氩气＝1：(0.2～1)；
S5.PVD涂层制备：将经过渗氮化处理后的样品放入PVD炉内，经过氩离子清洗后在样品表面沉积PVD氮化物涂层。
8.如权利要求7所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，离子刻蚀的条件为：刻蚀电压650～1000V，刻蚀时间1～5h。
9.如权利要求7所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中渗氮的总时长为2h～10h，其中低氮势渗氮的时长为1h～4h，高氮势渗氮的时长为1h～6h。
10.一种模具钢，其特征在于，所述模具钢的表面具有利用权利要求7～9任一项所述钢表面耐蚀耐磨复合涂层的制备方法制备得到的耐蚀耐磨复合涂层。
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