[發明專利]一種氮化鈦鋁鋯鈮氮梯度硬質反應膜的制備方法

無效

• 申請號: 201410659330.1
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104328384A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 張鈞;張健;張業民;何貴民;孫洋
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: C23C14/46
• 分類號: C23C14/46;C23C14/58;C23C14/02;C23C14/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 戚羽

1.一種氮化鈦鋁鋯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氮化鈦鋁鋯鈮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%的商用鈦鋁鋯合金靶，鈦鋁鋯合金靶的原子比為Ti:Al:Zr=71:18:11；（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氮化鈦鋁鋯鈮氮梯度硬質反應膜而在沉積之前進行的離子轟擊工藝，當鍍膜室背底真空度達到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，分別保持弧電流在60安培和55安培，進行離子轟擊10~12分鐘，轟擊偏壓從350伏逐漸增加到400伏；（4）、沉積工藝的確定：指為獲得多弧離子鍍技術制備氮化鈦鋁鋯鈮氮梯度硬質反應膜而采用的沉積工藝，鍍膜過程分為三個階段，第一步，將鍍膜室內的氬氣壓強保持在2.5′10^-1?帕，鈦鋁鋯合金靶和鈦鈮合金靶的弧電流分別置于60安培和55安培，工件偏壓為150~200伏，沉積時間5~8分鐘；第二步，向鍍膜室內通入氮氣，使其分壓強達到1.5′10^-1?帕，然后調整氬氣流量，使混合氣體總壓強保持在2.8′10^-1?帕，鈦鋁鋯合金靶和鈦鈮合金靶的弧電流分別置于60安培和55安培，工件偏壓為150~200伏，沉積時間20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2.8′10^-1?帕，鈦鋁鋯合金靶和鈦鈮合金靶的弧電流分別置于60安培和55安培，工件偏壓為150~200伏，沉積時間30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，在鍍膜室背底真空達到3.0′10^-2帕時開始工件加熱，升溫速度保持在3~5°C?/分鐘，一小時后可以達到180°C；膜層烘烤是指沉積過程結束后對所沉積的氮化鈦鋁鋯鈮氮梯度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，電流逐漸從70安培降低到50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。