[發(fā)明專利]延長鏡頭模具鋼循環(huán)使用壽命的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510830384.4
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105385999A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊振懷;楊磊;代兵;朱嘉琦
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 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(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 侯靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及延長模具鋼循環(huán)使用壽命的方法。

背景技術(shù)

玻璃鏡頭的制備方法為澆注成膜的方式，注模所用模具鋼需要具有一定的耐腐蝕性、高溫穩(wěn)定性、較低的摩擦系數(shù)以及一定的硬度。玻璃鏡頭在生產(chǎn)過程中需多次反復(fù)的注模和脫模，因此模具鋼的勞損較快，現(xiàn)有的模具鋼其循環(huán)壽命較短。為了降低生產(chǎn)制造的成本，延長模具鋼的循環(huán)使用壽命就成為了迫切需要解決的問題。目前采用的離子體表面處理等技術(shù)不能很好的提高其壽命，而類金剛石具有卓越的抗腐蝕性能和超高的熱穩(wěn)定性能夠顯著的提高模具鋼的循環(huán)次數(shù)，較低的摩擦系數(shù)和優(yōu)異的抗粘附性使得鏡頭易脫模，且通過工藝的調(diào)整提高SP³的含量可以進(jìn)一步提高其硬度，降低磨耗率。但是類金剛石和模具鋼基底的結(jié)合性不好。若沒有良好的結(jié)合力則類金剛石膜易脫落，難以發(fā)揮其優(yōu)異的性能，因此過渡層同樣是關(guān)鍵的技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決現(xiàn)有鏡頭模具鋼循環(huán)使用壽命差的問題，而提供延長鏡頭模具鋼循環(huán)使用壽命的方法。

延長鏡頭模具鋼循環(huán)使用壽命的方法是按以下步驟完成的：

一、單靶材的制備：

將TiN陶瓷粉與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為99.99％的乙醇混合，得到預(yù)燒結(jié)材料A，在常壓及燒結(jié)溫度為800℃～1500℃的條件下，將預(yù)燒結(jié)材料A燒結(jié)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(zhì)量與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為99.99％的乙醇的體積比為1g:5mL；

二、復(fù)合靶材的制備：

將TiN陶瓷粉、TiC陶瓷粉與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為99.99％的乙醇混合，得到預(yù)燒結(jié)材料B，在常壓及燒結(jié)溫度為800℃～1500℃的條件下，將預(yù)燒結(jié)材料B燒結(jié)20min～50min，得到直徑為49mm及厚度為3mm的復(fù)合靶；

所述的TiN陶瓷粉與TiC陶瓷粉末的質(zhì)量比為1:1；所述的TiN陶瓷粉的質(zhì)量與質(zhì)量百分?jǐn)?shù)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(fù)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(fù)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(zhǔn)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(tǒng)內(nèi)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(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)，使高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)艙體內(nèi)真空度達(dá)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(diào)節(jié)真空艙壓強(qiáng)為4.0Pa～5.5Pa，利用射頻電源將Ti靶啟輝，調(diào)節(jié)真空艙壓強(qiáng)為0.5Pa～1.2Pa，然后在壓強(qiáng)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(diào)節(jié)真空艙壓強(qiáng)為4.0Pa～5.5Pa，利用射頻電源將TiN靶啟輝，調(diào)節(jié)真空艙壓強(qiáng)為0.5Pa～1.2Pa，然后在壓強(qiáng)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(fù)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(tǒng)真空抽氣系統(tǒng)，使高真空磁控濺射鍍膜系統(tǒng)艙體內(nèi)真空度達(dá)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℃；