[發(fā)明專利]一種不銹鋼制品及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610172602.0
• 申請(qǐng)日: 2006-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN101209604A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李清明;鐘源;宮清
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號(hào): B32B15/01
• 分類號(hào): B32B15/01;B32B33/00;C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;魏振華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于一種不銹鋼制品及其制備方法。

背景技術(shù)

不銹鋼制品越來越多地應(yīng)用于制造業(yè)和電子電器行業(yè)，不銹鋼制品一般包括不銹鋼基材和位于不銹鋼基材表面的硬質(zhì)薄膜，硬質(zhì)薄膜的種類主要有碳化鈦、氮化鈦、氮化鉻。硬質(zhì)薄膜的制備方法主要有物理氣相沉積法和化學(xué)氣相沉積法兩種，物理氣相沉積法包括電弧離子鍍和磁控濺射離子鍍。

采用電弧離子鍍形成的硬質(zhì)薄膜具有高的硬度和良好的耐磨性能和耐腐蝕性能，但是，此類硬質(zhì)薄膜的表面光潔度較差，主要用于對(duì)表面光潔度要求不高的刀具和工具等。現(xiàn)階段，不銹鋼越來越廣泛地用作電子產(chǎn)品及電子產(chǎn)品部件的基材，如果采用電弧離子鍍?cè)诓讳P鋼基材表面形成硬質(zhì)薄膜，則滿足不了對(duì)外觀的要求。于是，人們提出采用磁控濺射離子鍍的方法在不銹鋼基材表面形成硬質(zhì)薄膜，該硬質(zhì)薄膜的表面光潔度較高，能夠達(dá)到電子產(chǎn)品的外觀要求，但是，現(xiàn)有的磁控濺射離子鍍硬質(zhì)薄膜的硬度不高，因此不銹鋼制品的耐磨性較差。

綜上所述，現(xiàn)有的不銹鋼制品不能同時(shí)具有高的表面光潔度、硬度和耐磨性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的不銹鋼制品不能同時(shí)具有高的表面光潔度、硬度和耐磨性能的缺點(diǎn)，提供一種表面光潔度和硬度高并且耐磨性好的不銹鋼制品及其制備方法。

本發(fā)明提供了一種不銹鋼制品，該不銹鋼制品包括不銹鋼基材和位于不銹鋼基材表面的薄膜，其中，所述薄膜包括底層、中間層和面層，所述底層為不銹鋼，中間層為不銹鋼與非鐵金屬的合金，面層為不銹鋼與非鐵金屬的合金的碳化物或氮化物。

本發(fā)明還提供了所述不銹鋼制品的制備方法，該方法包括在濺射條件下，在磁控靶上施加電源使磁控靶的靶材物質(zhì)濺射并沉積在不銹鋼基材上形成薄膜，其中，所述薄膜包括底層、中間層和面層，所述底層為不銹鋼，中間層為不銹鋼與非鐵金屬的合金，面層為不銹鋼與非鐵金屬的合金的碳化物或氮化物。

本發(fā)明提供的不銹鋼制品的硬質(zhì)薄膜包括不銹鋼底層、不銹鋼與非鐵金屬的合金中間層和不銹鋼與非鐵金屬的合金的碳化物或氮化物面層，不銹鋼基材和底層的材質(zhì)相同，二者之間的結(jié)合力很好、應(yīng)力較小，底層和中間層具有含有相同的成分不銹鋼，二者之間的結(jié)合力也很好、應(yīng)力較小，中間層和面層具有相同的合金成分，二者之間的結(jié)合力也很好、應(yīng)力較小，薄膜的各層之間以及薄膜與不銹鋼基材之間的應(yīng)力得到了緩解，因此所述薄膜與不銹鋼基材之間的結(jié)合力好，硬度高，耐磨性好。此外，本發(fā)明的不銹鋼制品的硬質(zhì)薄膜采用磁控濺射離子鍍方法形成，因此表面光潔度高。因此，本發(fā)明的不銹鋼制品的表面光潔度和硬度高并且耐磨性好。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供的不銹鋼制品包括不銹鋼基材和位于不銹鋼基材表面的薄膜，其中，所述薄膜包括底層、中間層和面層，所述底層為不銹鋼，中間層為不銹鋼與非鐵金屬的合金，面層為不銹鋼與非鐵金屬的合金的碳化物或氮化物。

所述底層的厚度可以為0.1-0.8微米，優(yōu)選為0.3-0.6微米；所述中間層的厚度可以為0.1-0.8微米，優(yōu)選為0.3-0.6微米；所述面層的厚度可以為2-7微米，優(yōu)選為3-6微米。

在中間層中，所述非鐵金屬可以含有任何適用于磁控濺射離子鍍方法的金屬，優(yōu)選為銅、鎳、鉻、鋁和鈦中的一種或幾種，更優(yōu)選為鉻和/或鈦。

在面層中，所述非鐵金屬可以含有任何適用于磁控濺射離子鍍方法的金屬，優(yōu)選為銅、鎳、鉻、鋁和鈦中的一種或幾種，更優(yōu)選為鉻和/或鈦。

優(yōu)選情況下，中間層和面層中所含的非鐵金屬的種類相同，這樣可以進(jìn)一步緩解中間層和面層之間的應(yīng)力，提高二者之間的結(jié)合力，并提高硬質(zhì)薄膜的硬度。

本發(fā)明還提供的不銹鋼制品的制備方法包括在濺射條件下，在磁控靶上施加電源使磁控靶的靶材物質(zhì)濺射并沉積在不銹鋼基材上形成薄膜，其中，所述薄膜包括底層、中間層和面層，所述底層為不銹鋼，中間層為不銹鋼與非鐵金屬的合金，面層為不銹鋼與非鐵金屬的合金的碳化物或氮化物。

所述濺射條件可以為常規(guī)的濺射條件，例如濺射條件包括壓力(絕對(duì)壓力)為0.1-1.0帕，優(yōu)選為0.3-0.8帕，溫度為20-200℃，優(yōu)選為50-100℃。

所述電源可以為現(xiàn)有的各種用于磁控濺射離子鍍的電源，優(yōu)選為中頻電源，中頻電源的頻率一般為10-150千赫，優(yōu)選為10-100千赫。所述電源的功率可以為8-20千瓦，優(yōu)選為12-18千瓦。

本發(fā)明的磁控濺射離子鍍方法可以使用現(xiàn)有的各種磁控濺射離子鍍?cè)O(shè)備，磁控濺射離子鍍?cè)O(shè)備可以商購(gòu)得到。所述磁控濺射離子鍍?cè)O(shè)備包括真空室、加熱裝置、上件架和磁控靶，加熱裝置、工件架和磁控靶位于真空室中。