[發明專利]延長鏡頭模具鋼循環使用壽命的方法

在審

• 申請號: 201510830384.4
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105385999A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 楊振懷;楊磊;代兵;朱嘉琦
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/16;C23C14/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

1.延長鏡頭模具鋼循環使用壽命的方法，其特征在于它是按以下步驟完成的：

一、單靶材的制備：

將TiN陶瓷粉與質量百分數為99.99％的乙醇混合，得到預燒結材料A，在常壓及燒結溫度為800℃～1500℃的條件下，將預燒結材料A燒結20min～50min，得到直徑為49mm及厚度為3mm的TiN靶；

所述的TiN陶瓷粉的質量與質量百分數為99.99％的乙醇的體積比為1g:5mL；

二、復合靶材的制備：

將TiN陶瓷粉、TiC陶瓷粉與質量百分數為99.99％的乙醇混合，得到預燒結材料B，在常壓及燒結溫度為800℃～1500℃的條件下，將預燒結材料B燒結20min～50min，得到直徑為49mm及厚度為3mm的復合靶；

所述的TiN陶瓷粉與TiC陶瓷粉末的質量比為1:1；所述的TiN陶瓷粉的質量與質量百分數為99.99％的乙醇的體積比為1g:5mL；

三、清洗：在超聲功率為300W～600W的條件下，將Ti靶、TiN靶和復合靶分別依次置于丙酮中清洗15min～30min、乙醇中清洗15min～30min和去離子水中清洗15min～30min，得到清洗后的Ti靶、清洗后的TiN靶和清洗后的復合靶；在超聲功率為300W～600W的條件下，將非晶碳靶或者石墨靶分別依次置于丙酮中清洗15min～30min、乙醇中清洗15min～30min和去離子水中清洗15min～30min，得到清洗后的非晶碳靶或者石墨靶；在超聲功率為300W～600W的條件下，將模具鋼襯底依次置于丙酮中清洗15min～30min、乙醇中清洗15min～30min和去離子水中清洗15min～30min，得到清洗后的襯底材料；

所述的Ti靶為純度99.99％的金屬Ti；

四、鍍膜前準備工作：首先將清洗后的Ti靶和清洗后的TiN靶安裝至磁控濺射靶槍上，再將清洗后的襯底材料置于高真空磁控濺射鍍膜系統內的加熱臺上的中心位置，然后啟動高真空磁控濺射鍍膜系統真空抽氣系統，使高真空磁控濺射鍍膜系統艙體內真空度達到1.0×10^-4Pa～8.0×10^-4Pa，接著啟動加熱裝置，加熱襯底材料溫度至25℃～700℃；

五、鍍制Ti薄膜：首先向真空艙中通入氬氣，控制氬氣氣體流量為50sccm～150sccm，調節真空艙壓強為4.0Pa～5.5Pa，利用射頻電源將Ti靶啟輝，調節真空艙壓強為0.5Pa～1.2Pa，然后在壓強為0.5Pa～1.2Pa、功率為20W～50W及溫度25℃～700℃的條件下，沉積10min～60min，得到表面鍍有Ti薄膜的襯底材料；

六、鍍制TiN薄膜：保持氬氣氣體流量為50sccm～150sccm，調節真空艙壓強為4.0Pa～5.5Pa，利用射頻電源將TiN靶啟輝，調節真空艙壓強為0.5Pa～1.2Pa，然后在壓強為0.5Pa～1.2Pa、功率為20W～50W及溫度25℃～700℃的條件下，沉積60min～150min，得到表面鍍有Ti-TiN薄膜的襯底材料；

七、更換靶材：取出安裝在磁控濺射靶槍的Ti靶和TiN靶，然后將清洗后的復合靶和清洗后的非晶碳靶或者石墨靶安裝至磁控濺射靶槍上，然后啟動高真空磁控濺射鍍膜系統真空抽氣系統，使高真空磁控濺射鍍膜系統艙體內真空度達到1.0×10^-4Pa～8.0×10^-4Pa，接著啟動加熱裝置，加熱表面鍍有Ti-TiN薄膜的襯底材料溫度至25℃～700℃；

八、鍍制TiNC薄膜：調節氬氣氣體流量為50sccm～100sccm，調節真空艙壓強為4.0Pa～5.5Pa，利用射頻電源將復合靶啟輝，調節真空艙壓強為0.5Pa～1.2Pa，然后在壓強為0.5Pa～1.2Pa、功率為20W～50W及溫度25℃～700℃的條件下，沉積60min～150min，得到表面鍍有Ti-TiN-TiNC薄膜的襯底材料；

九、沉積類金剛石：調節氬氣氣體流量為50sccm～100sccm，調節真空艙壓強為4.0Pa～5.5Pa，利用射頻電源將非晶碳靶或者石墨靶啟輝，調節真空艙壓強為0.5Pa～1.2Pa，然后在壓強為0.5Pa～1.2Pa、功率為20W～150W及溫度25℃～700℃的條件下，沉積30min～150min，得到表面鍍有Ti-TiN-TiNC-DLC薄膜的襯底材料；

十、關閉所有電源和氣體，將艙內溫度降至室溫，即完成延長鏡頭模具鋼循環使用壽命的方法。