[發明專利]一種鍍膜材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200710166056.4
• 申請日: 2007-10-30
• 公開（公告）號: CN101422977A
• 公開（公告）日: 2009-05-06
• 發明（設計）人: 程劍;郭麗芬;張旺;宮清
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;B32B9/00;C23C14/35
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術領域

本發明是關于一種鍍膜材料及其制備方法。

背景技術

目前，鈦合金等鍍膜材料在航空、航天、化工、造船、通信等工業部門 日益獲得廣泛的應用，一般，鍍膜材料包括基材和鍍覆在基材表面的薄膜， 常見的薄膜為由鈦層和多層碳化鈦或氮化鈦層構成的碳化鈦或氮化鈦薄膜。

一般來說，可以使用電弧離子鍍方法制備上述鍍膜材料的薄膜。采用電 弧離子鍍方法制備的薄膜雖然具有較高的硬度和較好的耐磨性，但是該方法 制得的薄膜的表面粗糙度較大，滿足不了人們對相關產品的外觀的高光潔度 的需求。

于是，人們提出采用磁控濺射離子鍍的方法在基材表面形成薄膜的方 法，該方法制得的薄膜的表面粗糙度較小，能夠達到相關產品的外觀要求， 但是，現有的采用磁控濺射離子鍍設備制得的碳化鈦或氮化鈦薄膜的硬度較 低，耐磨性較差。

綜上所述，現有的鍍膜材料存在不能同時具備薄膜表面粗糙度較小、硬 度較高和耐磨性較好的缺陷。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的鍍膜材料的薄膜不能同時具備表面粗 糙度較小、硬度較高和耐磨較好的缺陷，提供一種包括表面粗糙度較小、硬 度較高而且耐磨性較好的薄膜的鍍膜材料及其制備方法。

本發明提供了一種鍍膜材料，該材料包括基材和鍍覆在基材表面的薄 膜，所述薄膜包括底層和面層，所述底層含有鈦、鋁和鎂中的一種或幾種， 其中，所述薄膜還包括中間層，所述中間層含有不銹鋼和非鐵金屬，所述面 層含有不銹鋼和非鐵金屬的碳化物和/或氮化物。

本發明提供的鍍膜材料的制備方法包括在濺射條件下，在磁控靶上施加 電源使磁控靶上的靶材物質濺射并沉積到基材上，分別形成薄膜的底層和面 層，形成底層的靶材物質含有鈦、鋁和鎂中的一種或幾種，其中，該方法還 包括在形成底層之后和形成面層之前，形成中間層，形成中間層的靶材包括 不銹鋼靶材和非鐵金屬靶材；形成面層的靶材包括不銹鋼靶材和非鐵金屬靶 材。

粗糙度試驗結果表明，實施例1-4中得到的鍍膜材料的薄膜的表面粗糙 度Ra值0.06-0.07，對比例2得到的薄膜的表面粗糙度Ra值0.5，因此，與 對比例2得到的鍍膜材料薄膜相比，實施例1-4中得到的鍍膜材料的薄膜的 表面粗糙度較小；

表面硬度實驗結果表明，實施例1-4中得到的鍍膜材料的薄膜的硬度為 1000-1400HV，對比例1得到的鍍膜材料的硬度為600HV，因此，與對比例 1得到的鍍膜材料薄膜相比，實施例1-4中得到的鍍膜材料的薄膜的硬度明 顯較高；

耐磨性試驗結果表明，實施例1-4中得到的鍍膜材料的薄膜棱角和表面 均沒有任何脫落，對比例1得到的鍍膜材料的棱角有輕微脫落，表面沒有脫 落，因此，與對比例1得到的鍍膜材料薄膜相比，實施例1-4中得到的鍍膜 材料的薄膜的耐磨性較好；

綜上所述，與對比例的鍍膜材料相比，本發明的提供的鍍膜材料的薄膜 同時具有較小的表面粗糙度、較高的硬度和較好的耐磨性。

具體實施方式

本發明提供了一種鍍膜材料，該材料包括基材和鍍覆在基材表面的薄 膜，所述薄膜包括底層和面層，所述底層含有鈦、鋁和鎂中的一種或幾種， 其中，所述薄膜還包括中間層，所述中間層含有不銹鋼和非鐵金屬，所述面 層含有不銹鋼的碳化物和/或氮化物以及非鐵金屬的碳化物和/或氮化物。

所述薄膜的底層、中間層和面層的厚度分別為0.1-1.0微米、0.1-1.0微 米和2-7微米。

所述面層的非鐵金屬和中間層的非鐵金屬相同或不同，為釩、鉻、鈷、 鎳、銅和鋅中的一種或幾種，優選所述面層的非鐵金屬和中間層的非鐵金屬 相同，均為鉻，通過該優選方式，可以進一步提高薄膜的硬度和耐磨性。

根據本發明，所述面層含有不銹鋼的碳化物和/或氮化物以及非鐵金屬 的碳化物和/或氮化物，優選情況下，所述面層含有不銹鋼的碳化物和非鐵金 屬的碳化物，通過該優選方式，可以進一步提高薄膜的硬度。

所述基材為鎂合金、鈦合金和鋁合金中的一種或幾種。所述薄膜的底層 含有鈦、鋁和鎂中的一種或幾種，優選情況下，當所述基材為鎂合金時，所 述薄膜底層含有鎂；當所述基材為鈦合金時，所述薄膜底層含有鈦；當所述 基材為鋁合金時，所述薄膜底層含有鋁。