[發明專利]一種TiB2/AlTiN復合涂層及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201710340294.6
• 申請日: 2017-05-15
• 公開（公告）號: CN107190243A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 代偉;高翔;王啟民;劉凡;費加喜
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種TiB₂/AlTiN復合涂層，其特征在于，所述TiB₂/AlTiN復合涂層是以TiB₂陶瓷靶和AlTi濺射靶為原料，通過多靶磁控濺射在基體上濺射沉積形成交替的TiB₂層和AlTiN層。

2.根據權利要求1所述的TiB₂/AlTiN復合涂層，其特征在于，所述基體為單晶硅片、玻璃、高速鋼或硬質合金。

3.根據權利要求1所述的TiB₂/AlTiN復合涂層，其特征在于，所述TiB₂/AlTiN復合涂層的層數為10～100層，所述AlTiN層和TiB₂層的調制周期厚度為0.1～1μm。

4.一種根據權利要求1-3任一項所述的TiB₂/AlTiN復合涂層的制備方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

S1.清洗基體：將經拋光處理后的基體送入超聲波清洗機，依次用丙酮、無水乙醇以15～30kHz分別進行超聲清洗10～20min，然后用去離子水漂洗，再用純度≥99.5％的普氮吹干；

S2.抽真空和離子束刻蝕清洗鍍膜腔體：將超聲清洗后的基體置于真空室的工件支架上，抽至真空度5.0×10^-3～8.0×10^-4Pa，隨后開啟離子源，向離子源通入80～100sccm氬氣，設置離子源的功率為0.9kW，設置工件支架的偏壓為-300～-500V，刻蝕清洗過程持續20～30min；

S3.離子束刻蝕基體：將基體至于離子源前方，設置偏壓為-300～-500V，工作時間為15～20min；

S4.沉積TiB₂/AlTiN多層涂層：將靶材AlTi靶和TiB₂靶安裝進設備，采用磁控濺射的方法，通入氬氣80～100sccm，控制真空室氣壓0.56～0.7Pa，開啟TiB₂靶電源并設置電源參數、基體和支架參數，起輝，進行預濺射后開始濺射沉積TiB₂層，10～60min后關閉TiB₂靶電源，停止通入氬氣，改為通入氮氣80～100sccm，控制真空室氣壓0.56～0.7Pa，開啟AlTi靶電源并設置電源參數開始濺射沉積AlTiN層，沉積時間為10～60min，如此反復交替沉積，沉積時間控制在3小時，沉積結束關閉電源，待真空室溫度降至室溫，打開真空室取出基體，在基體表面形成的涂層，即為TiB₂/AlTiN復合涂層。

5.根據權利要求4所述的TiB₂/AlTiN復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟S1中所述基體為單晶硅片、玻璃、高速鋼或硬質合金。

6.根據權利要求4所述的TiB₂/AlTiN復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述基體和支架參數為：基體偏壓-100～-300V，支架自轉2～3rpm/min，公轉2～5rpm/min，設置沉積溫度300℃；所述電源參數為：頻率80kHz、功率3～4kW。

7.根據權利要求4所述的TiB₂/AlTiN復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述靶材與基體的距離為6～10cm。

8.根據權利要求4所述的TiB₂/AlTiN復合涂層的制備方法，其特征在于，步驟S4中所述交替沉積的次數為5～50次。

9.權利要求1-3任一項所述的TiB₂/AlTiN復合涂層在金屬機械零部件、精密模具、精密傳動機械設備、軸承、電子產品、裝飾產品或刀模具及材料的表面防護領域中的應用。