[發明專利]一種類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201610436286.7
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN107513690B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 唐永炳;朱海莉;蔣春磊
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

1.一種類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層，其特征在于，所述類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層涂覆在基底上，包括在所述基底上沉積的金屬過渡層，在所述金屬過渡層上依次交替沉積的立方氮化硼涂層和類金剛石涂層，所述類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層的最外層為類金剛石涂層。

2.如權利要求1所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層，其特征在于，所述金屬過渡層由過渡金屬制備而成，其中，所述過渡金屬為Cr、Ti、Ni、Zr、W中的至少一種。

3.如權利要求1所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層，其特征在于，所述類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層的厚度為1.5-30μm。

4.如權利要求1-3任一所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層，其特征在于，所述金屬過渡層的厚度為100～500nm；和/或

所述立方氮化硼涂層的厚度為0.5～2μm；和/或

所述的類金剛石涂層的厚度為0.5～2μm。

5.如權利要求1-3任一所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層，其特征在于，所述基底為碳素鋼、不銹鋼、高速鋼、硬質合金、陶瓷中的一種。

6.一種類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層的制備方法，包括以下步驟：

提供一基底，對所述基底進行表面清潔處理；

在離子源/電弧離子鍍復合鍍膜設備中通入氬氣，流量為50～400sccm，調節真空室壓強為0.2～1.3Pa，開啟過渡金屬電弧靶，調節靶電流為80～200A，基底偏壓100～300V，在所述基底表面沉積金屬過渡層；

繼續通入氬氣，調節真空室內的壓強為0.4～1.0Pa，調節立方氮化硼或六方氮化硼電弧靶的靶電壓為15～25V，靶電流降為10～30A，基底偏壓30～200V，沉積立方氮化硼涂層；

向真空室中通入乙炔，調節質量流量計使真空室內的壓強為0.5～1.0Pa，離子源電壓為50～100V，基底偏壓50～200V，在所述立方氮化硼涂層上沉積類金剛石涂層；

按照上述方法依次交替沉積立方氮化硼涂層與類金剛石涂層，得到最外層為類金剛石涂層的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層。

7.如權利要求6所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層的制備方法，其特征在于，所述表面清潔處理包括表面預處理、輝光清洗、離子刻蝕清洗中的至少一種。

8.如權利要求7所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層的制備方法，其特征在于，所述表面清潔處理依次包括表面預處理、輝光清洗、離子刻蝕清洗。

9.如權利要求7所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層的制備方法，其特征在于，所述表面預處理的方法為：

先將所述基底依次放入蒸餾水、有機酮溶液、無水醇溶液中進行超聲清洗處理，用干燥惰性氣體將所述基底表面吹干，再將所述基底放入干燥箱中80～150℃烘干；

將烘干后的所述基底固定在離子源/電弧離子鍍復合鍍膜設備中的轉架上，對真空室進行抽真空處理，當真空室壓強抽到5.0×10^-3Pa以后，打開加熱電源對真空室進行加熱烘烤，加熱溫度為100～500℃，加熱過程中開啟轉架系統，使所述基底進行公自轉 。

10.如權利要求7所述的類金剛石/立方氮化硼多層復合涂層的制備方法，其特征在于，所述輝光處理的方法為：

將所述基底固定在離子源/電弧離子鍍復合鍍膜設備中的轉架上，向真空室內通入氬氣或氫氣，當通入氬氣時，氬氣流量300～500sccm，工作壓強為1.0～1.7Pa，基底偏壓-500～-800V，對所述基底進行輝光清洗，清洗時間10～30min；當通入氫氣時，氫氣流量200～400sccm，工作壓強為0.8～1.5Pa，基底偏壓-500～-800V，對所述基底進行輝光清洗，清洗時間10～30min；和/或

所述離子刻蝕清洗的方法為：

將所述基底固定在離子源/電弧離子鍍復合鍍膜設備中的轉架上，開啟離子源對所述基底進行離子轟擊清洗，其中，離子源電壓為50～90V，氣體流量70～500sccm，工作壓強0.5～1.7Pa，基底偏壓為100～800V；清洗時間10～30min。