[發明專利]一種氮化鉻鈦鈮氮梯度硬質反應膜的制備方法

無效

• 申請號: 201310515560.6
• 申請日: 2013-10-28
• 公開（公告）號: CN103572219A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 張鈞;豐宇;尹利燕;張健;蔡佳婧;焦悅
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 戚羽

1.一種氮化鉻鈦鈮氮梯度硬質反應膜的制備方法，其特征是：其制備方法依次包括：（1）、沉積技術及靶材成分的確定：確定多弧離子鍍作為CrTiNbN氮梯度硬質反應膜的制備技術，選用兩個不同方位且成90度配置的弧源同時起弧沉積，其中一個弧源為純度99.9%的商用鈦鈮合金靶，鈦鈮合金靶的原子比為Ti:Nb=75:25；另一個弧源為純度99.9%的商用鉻單質靶；（2）、工件的選擇與前處理：選擇商用高速鋼作為工件材料，在放入鍍膜室進行鍍膜前，使用金屬洗滌劑對工件進行常規去油、去污處理并進行表面拋光處理，最后分別用丙酮和乙醇進行超聲波清洗，電吹風吹干以備用；（3）、預轟擊工藝的確定：指為獲得多弧離子鍍CrTiNbN氮梯度硬質反應膜而在沉積之前進行的離子轟擊工藝，當鍍膜室背底真空達到8.0′10^-3帕、溫度達到200°C時充入氬氣，使鍍膜室真空度達到2.5′10^-1?帕，開啟兩弧源，保持弧電流在50~55安培，進行離子轟擊10~12分鐘，轟擊偏壓從300伏逐漸增加到350伏；（4）、沉積工藝的確定：指為獲得多弧離子鍍CrTiNbN氮梯度硬質反應膜而采用的沉積工藝，鍍膜過程分為四個階段，第一步，將鍍膜室內的氬氣壓強保持在2.5′10^-1?帕，鉻單質靶弧電流為50安培，鈦鈮合金靶的弧電流為55安培，工件偏壓為200伏，沉積時間5分鐘；第二步，向鍍膜室內通入氮氣，使其分壓強達到1.0′10^-1?帕，然后調整氬氣流量，使混合氣體總壓強保持在2.5′10^-1?帕，鉻單質靶弧電流為50安培，鈦鈮合金靶的弧電流為55安培，工件偏壓為150~200伏，沉積時間10分鐘；第三步，關閉氬氣入口，使氬氣流量為0，氬氣分壓為0，并繼續增加氮氣流量，使其壓強達到2.5′10^-1?帕，鉻單質靶弧電流為50安培，鈦鈮合金靶的弧電流為55安培，工件偏壓為150~200伏，沉積時間20分鐘；第四步，使氮氣壓強達到3.0′10^-1?帕，鉻單質靶弧電流為50安培，鈦鈮合金靶的弧電流為55安培，工件偏壓為150~200伏，沉積時間20分鐘；（5）、真空加熱處理：包括工件加熱和膜層烘烤，工件加熱方式采用電熱體烘烤加熱，在工件加熱時，升溫速度保持在3~5°C?/分鐘，一小時后可以達到200°C；膜層烘烤是指沉積過程結束后對所沉積的CrTiNbN氮梯度硬質反應膜進行的后加熱烘烤，采用小電流進行微加熱10~12分鐘，電流逐漸從60安培降低到30安培；（6）、工件旋轉：在工件加熱、離子轟擊、膜層沉積、膜層烘烤的整個過程中一直保持工件旋轉，轉速為4~6轉/分鐘。