[發明專利]基于陽極技術的DLC鍍膜方法

有效

• 申請號: 201711133112.4
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107779839B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 黃志宏;王向紅;郎文昌;高斌
• 申請（專利權）人: 溫州職業技術學院
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;C23C16/02;C23C14/02;C23C14/35;C23C14/14;C23C14/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明公開了一種基于陽極技術的DLC鍍膜方法，采用DLC鍍膜裝置進行鍍膜，至少包括：步驟1，在惰性氣氛下，以磁控靶為陽極、電弧靶為陰極進行電弧放電，產生等離子體；以基材為陰極、磁控靶為陽極對基材施加偏壓，對基材進行等離子刻蝕清洗；步驟2，在惰性氣氛下，以旋轉磁控靶為陰極、旋轉電弧靶為陽極進行磁控濺射；以旋轉電弧靶為陽極、工件為陰極施加偏壓，在基材上沉積金屬過渡層；步驟3，通入碳氫類原料氣體，以電弧靶為陽極、工件為陰極施加偏壓，采用PaCVD法在金屬過渡層上沉積DLC層。本發明可顯著提高DLC鍍膜工藝的穩定性和DLC鍍膜產品的性能。

技術領域

本發明屬于真空鍍膜技術領域，尤其涉及一種基于陽極技術的DLC鍍膜方法。

背景技術

為了降低汽車的耗油量，要求降低搭載在汽車上的滑動部件的滑動阻力。已知有用于此目的的構造，即采用具有低摩擦性和耐磨損性的類金剛石碳膜(DLC，Diamond LikeCarbon)將滑動部件表面包覆起來。DLC是具有sp3雜化的碳原子占很大比率的亞穩定形式的無定形碳。DLC一般具有高硬度且表面平滑，還具有良好的耐磨性、化學穩定性、導熱性和機械性能。

目前，可在各種基材上制備DLC涂層，以開發新的部件。已知制備DLC涂層的主要方法有PVD法(Physical Vapor Deposition，物理蒸鍍法)和PaCVD法(Plasma assistedChemical Vapor Deposition，等離子輔助化學蒸鍍法)兩種。其中，PaCVD法因為成膜速度更快，并能適應復雜形狀的工件，使PaCVD法成為制備DLC涂層的主流方法。PaCVD工藝中的等離子體可以通過直流脈沖功率源來激發。在直流脈沖等離子體處理裝置中，處理室內處于含有碳氫類原料氣體環境的負壓狀態下，通過向基材施加直流脈沖電壓，在處理室內生成等離子體，從而碳氫類原料氣體被等離子體化，在基材表面沉積形成DLC涂層。

直接在基材表面沉積DLC涂層將會導致DLC涂層內很高的殘余壓應力，DLC涂層相對于基材的附著力弱，為增強DLC層相對基材的附著力，一種已知的方法是在基材和DLC層之間蒸鍍金屬過渡層作為應力的緩沖，過鍍層工藝控制是DLC鍍膜工藝的關鍵技術之一。

為適應工業發展的更高要求，DLC鍍膜工藝的穩定性和DLC鍍膜產品的性能需要進一步提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種可顯著提高工藝穩定性和產品性能的基于陽極技術的DLC鍍膜方法。

本發明提供的一種基于陽極技術的DLC鍍膜方法，采用DLC鍍膜裝置進行鍍膜，至少包括：

步驟1，采用等離子刻蝕法對基材進行清洗，具體為：

在惰性氣氛下，以磁控靶為陽極、電弧靶為陰極進行電弧放電，產生等離子體；以基材為陰極、磁控靶為陽極對基材施加偏壓，對基材進行等離子刻蝕清洗；

步驟2，采用磁控濺射法在基材上沉積金屬過渡層，具體為：

在惰性氣氛下，以旋轉磁控靶為陰極、旋轉電弧靶為陽極進行磁控濺射；以旋轉電弧靶為陽極、工件為陰極施加偏壓，在基材上沉積金屬過渡層；

步驟3，采用PaCVD法在金屬過渡層上沉積DLC層，具體為：

通入碳氫類原料氣體，以電弧靶為陽極、工件為陰極施加偏壓，采用PaCVD法在金屬過渡層上沉積DLC層。

進一步的，步驟2中，所述在基材上沉積金屬過渡層，進一步包括：

在惰性氣氛下，在基材上沉積金屬層；

通入碳氫類原料氣體，在金屬層上逐一沉積金屬-碳化金屬的梯度層、碳化金屬層；

金屬層、金屬-碳化金屬的梯度層、碳化金屬層構成金屬過渡層。