[發明專利]含類金剛石復合涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201611093220.9
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106756820B
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 唐永炳;朱海莉;蔣春磊;申京受
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/35;C23C14/06;C23C14/14;C23C14/02
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 左光明

1.一種含類金剛石復合涂層，包括結合在基底表面的過渡金屬層，由所述基底向所述過渡金屬層延伸方向，還包括依次結合在所述過渡金屬層表面的過渡金屬硼化物層、類金剛石層，且所述過渡金屬硼化物層與類金剛石層至少為1次的交替層疊結合，并在最外層為所述過渡金屬硼化物層。

2.根據權利要求1所述的含類金剛石復合涂層，其特征在于：所述過渡金屬層厚度為10nm-500nm；和/或

所述過渡金屬硼化物層厚度為10nm-2μm；和/或

所述類金剛石涂層厚度為10nm-2μm。

3.根據權利要求1所述的含類金剛石復合涂層，其特征在于：所述含類金剛石復合涂層總厚度為0.5～30μm。

4.根據權利要求1-3任一所述的含類金剛石復合涂層，其特征在于：所述過渡金屬層和/或所述過渡金屬硼化物層中的過渡金屬元素為Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Re、Os、Ir等過渡金屬元素中的至少一種。

5.一種含類金剛石復合涂層的制備方法，包括如下步驟：

將基底進行預清洗處理后對其進行離子刻蝕處理；

采用電弧沉積法將過渡金屬沉積在經所述離子刻蝕處理的所述基底表面上，形成過渡金屬層；

將過渡金屬硼化物采用磁控濺射沉積在所述過渡金屬層表面上，形成過渡金屬硼化物層；

在所述過渡金屬硼化物層表面沉積類金剛石層；

重復至少1次依次形成所述過渡金屬硼化物層的步驟和沉積所述類金剛石層的步驟，并最后進行形成過渡金屬層的步驟。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：所述離子刻蝕處理的方法是：開啟離子源對經所述預清洗處理后的基底進行離子轟擊清洗處理，離子源電壓為50～90V，氬氣流量70～300sccm，工作壓強0.5～1.2Pa，基底偏壓為-100～-800V；清洗時間10～30min；

和/或，形成所述過渡金屬層的方法是：

將經離子刻蝕后的基底至于真空腔室，通入氬氣，流量為50～400sccm，調節真空室內壓強為0.2～1.3Pa，開啟過渡金屬電弧靶，靶電流為80～200A，基底偏壓-100～-300V，進行沉積2～10min。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于：形成所述過渡金屬硼化物層的方法是：

將沉積有所述過渡金屬層的基底置于真空室內后，通入氬氣，并調節真空室內的壓強至0.4～1.0Pa，調節過渡金屬硼化物磁控靶的靶電壓為300～500V，靶電流為2～10A，基底偏壓-30～-300V，進行沉積50～300min。

和/或，沉積所述類金剛石層的方法是：

將進行沉積所述過渡金屬硼化物層后的基底置于真空室內后，通入乙炔，并調節真空室內的壓強至0.5～1.0Pa，離子源電壓為50～100V，基底偏壓-30～-300V，進行沉積20～100min。

8.根據權利要求5-7任一所述的制備方法，其特征在于：所述預清洗處理包括先對所述基底進行溶劑清洗處理，后對所述基底進行輝光清洗處理的步驟；和/或

所述基底材料為碳素鋼、不銹鋼、高速鋼、硬質合金、陶瓷中的任一種。

9.一種耐磨器件，包括器件本體，其特征在于：在所述器件本體表面結合有權利要求1-4任一所述的含類金剛石復合涂層或由權利要求5-8任一所述的制備方法制備的含類金剛石復合涂層，且所述含類金剛石復合涂層所含的過渡金屬層與所述器件本體表面結合。

10.根據權利要求9所述的耐磨器件，其特征在于：所述器件本體為刀具、模具、零部件、生物醫療器件中的任一種。