[發明專利]氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻多元雙層硬質膜的制備方法

無效

• 申請號: 201310446716.X
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103484822A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 趙時璐;張鈞;張震
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06;C23C14/54;C23C14/02
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 戚羽

1.一種氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻多元雙層硬質膜的制備方法，其特征是：所述的雙層結構是以氮化鈦鋁鋯為過渡層，以氮化鈦鋁鋯鉻為表層，一種氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻多元雙層硬質膜的制備方法依次包括：（1）、沉積技術的確定：確定多弧離子鍍技術為氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻雙層硬質反應膜的沉積技術；（2）、靶材成分的選用：選用一個鉻靶和兩個鈦鋁鋯合金靶的組合方式，三個靶材互成90度配置，中間弧源為鉻靶，純度為99.99%，兩側弧源為鈦鋁鋯合金靶，鈦：鋁：鋯原子比為63:32:5；（3）、工件的選擇與預處理工藝：選擇硬質合金為工件材料，工件表面使用金屬洗滌劑進行常規去油、去污處理，然后進行拋光處理，最后分別使用丙酮和乙醇進行超聲波清洗，烘干后裝入真空室準備鍍膜；（4）、預轟擊工藝：在沉積氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻雙層硬質反應膜之前，預先進行離子轟擊工藝，當鍍膜室背底真空度達到10^-3帕、溫度達到240~260攝氏度時通入反應氣體氮氣，當鍍膜室真空度達到2.5′10^-1~3.0′10^-1帕時，同時開啟三個弧源進行離子轟擊10分鐘，鈦鋁鋯合金靶的弧電流控制為70安培，鉻靶的弧電流控制為40安培，轟擊偏壓控制為350伏；（5）、沉積工藝：沉積氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻雙層硬質反應膜的具體工藝，分為兩個階段，第一階段沉積氮化鈦鋁鋯過渡層，將鍍膜室內的氮氣壓強保持在2.5′10^-1~3.0′10^-1帕，關閉鉻靶的弧電流，鈦鋁鋯合金靶的弧電流仍置于70安培，工件偏壓控制為150~200伏，沉積時間為30分鐘；第二階段沉積氮化鈦鋁鋯鉻表層，將鍍膜室內的氮氣壓強仍保持在2.5′10^-1~3.0′10^-1帕，重新開啟鉻靶的弧電流，置于40安培，鈦鋁鋯合金靶的弧電流仍置于70安培，工件偏壓控制為150~200伏，沉積時間為20分鐘；（6）、加熱冷卻工藝：工件預轟擊工藝之前進行電熱體烘烤加熱，升溫速度控制在3~5攝氏度/分鐘，1小時后達到240~260攝氏度；沉積過程結束后對所沉積的氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻雙層硬質反應膜進行后加熱烘烤，采用小電流進行微加熱10~15分鐘，鈦鋁鋯合金靶和鉻靶的弧電流分別從70安培和40安培逐漸降至20安培，隨后關閉所有靶材的弧電流，工件隨爐冷卻至室溫即可；（7）、工件旋轉工藝：在薄膜制備的整個過程中，一直保持工件旋轉，傳動軸電壓為35伏，轉速控制為6~12轉/分鐘；（8）、按照本發明的制備方法，可以獲得上述的氮化鈦鋁鋯/氮化鈦鋁鋯鉻多元雙層硬質膜，該雙層膜具有膜/基結合力強(＞200N)、硬度大(≥HV3900)、摩擦系數低(≈0.25~0.35)及抗高溫氧化溫度高(≈700oC)等優良性能。