[發明專利]一種帶有復合陶瓷膜的金屬工件的制備工藝

有效

• 申請號: 201210536515.4
• 申請日: 2012-12-12
• 公開（公告）號: CN103014633A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 何霞文
• 申請（專利權）人: 何霞文
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/02;C23C14/06
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技術領域

本發明涉及一種金屬工件的鍍膜技術，尤其涉及一種帶有復合陶瓷膜的金屬工件的制備工藝。

背景技術

金屬陶瓷復合膜是在金屬上形成一種新的物質可以改善普通金屬表面的特性，例如表面硬度、表面摩擦系數等。金屬陶瓷復合膜在模具上非常實用。如模具的滑塊、模仁、頂針、司筒等，不但可以提高表面硬度還可以降低摩擦系數，可以起到無油自潤滑的作用；還可以改變普通金屬容易生銹被腐蝕的特性，例如注塑機普通螺桿在壓注無鹵料時高溫下產生氯氣，容易將無鹵料腐蝕，而鍍有金屬陶瓷復合膜的螺桿在同樣的條件下可以提高3-5倍的壽命。

現有技術中通常都是使用水電鍍的工藝。水電鍍的處理工藝是：把金屬工件放進帶除臘水的超聲波清洗、過水；再次帶除臘水的超聲波清洗、過水；帶除油水的超聲波清洗、過水；再次帶除臘水的超聲波清洗、過水、酸缸活化、過水、鍍槽電鍍、過水、烘干、檢驗出貨。鍍槽一般都會含有氰化物，在電鍍時會產生大量的有毒氣體和有毒廢水。

水電鍍的鍍前前處理為酸堿性水處理，對環境有污染，且用水量大，在環境污染日益嚴重的今天，急需改善這種處理工藝。

發明內容

本發明的目的是提供一種帶有復合陶瓷膜的金屬工件的制備工藝，可以降低工藝過程對環境的污染和對操作人員的健康危害，節約用水，且工藝路線簡單、安全，產品表面特性好。

為達到以上目的，本發明采用以下技術方案，在該技術方案中，各個優選或具體實施例的技術要素之間，以及各個具體或優選實施例的技術要素與上位概念之間均可以任意組合，其組合也是本發明的一部分。

一種帶有復合陶瓷膜的金屬工件的制備工藝，包括以下步驟：

1)超聲波清洗；

2)二次爐內離子束放電清洗；

3)第三次離子束電弧清洗；

4)真空爐內電場和磁場中以金屬離子致密成膜。

具體地，所述超聲波清洗，具體為：金屬工件放進帶中性凈洗劑的超聲波中清洗后，通過純凈水清洗，吹干或烘干處理后，進行檢驗合格后裝夾。

具體地，所述二次爐內離子束放電清洗，具體為：將金屬工件裝進PVD真空鍍膜機關門抽真空；在PVD真空鍍膜機內進行加溫處理，加溫至100-300度，進行二次爐內離子束放電清洗。

具體地，所述第三次離子束電弧清洗，具體為，在真空背景下，爐內加入惰性氣體，給金屬工件加上100-1000V負偏壓，打開電弧靶，進行爐內第三次離子束電弧清洗；

具體地，所述真空爐內電場和磁場中以金屬離子致密成膜，具體為：爐內第三次離子束電弧清洗后，降低偏壓、調節靶的電流、惰性氣體的流量，真空爐內通過電場和磁場的作用下，使單金屬靶或合金靶上的金屬以離子方式在金屬工件上致密成金屬陶瓷復合膜，冷卻出爐。

具體地，所述惰性氣體可以為氮氣或氬氣。

在一優選實施例中，所述使單金屬靶或合金靶上的金屬以離子方式在金屬工件上致密成金屬陶瓷復合膜，具體為：用單金屬純鉻靶打底層，單金屬純鉻靶和五元素合金靶做過渡層，五元素合金靶成膜或再用二元素合金靶或石墨靶成膜。

在另一優選實施例中，所述使單金屬靶或合金靶上的金屬以離子方式在金屬工件上致密成金屬陶瓷復合膜，具體為：用單金屬純鈦靶打底層，單金屬純鈦靶和五元素合金靶做過渡層，五元素合金靶成膜，或再用二元素合金靶或石墨靶成膜。

在以上優選實施例中，優選地，所述五元素合金靶包括：鈦1～5％、釔0.1～2％、鋁1～5％、鉻30～50％、鎳為余量。

在以上優選實施例中，優選地，所述二元素合金靶包括：鈦20～50％、鋁50～80％。

金屬工件在爐內通過離子束電弧清洗后就可以直上膜，在同樣的爐內溫度、靶電流、偏壓、鍍膜時間，用不同的靶材打底層，可產生不同的表面特性的金屬工件，從而適用于不同應用領域。

和現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

水電鍍的鍍前前處理為酸堿性水處理，對環境有污染且用水量大；PVD鍍前前處理為中性水處理，對環境無污染且用水量小。水電鍍含有氰化物，在電鍍時會產生大量的有毒氣體和有毒廢水，對環境污染極大，對水電鍍工人的身體健康影響更大；PVD真空鍍膜是金屬靶材在真空爐內通過電場和磁場起到的物理變化，對環境無污染，金屬工件在真空爐內通過多次清洗，使膜層的結合力更好不易脫落。

具體實施方式