[發明專利]一種低應力WB2多層硬質涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201711280460.4
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108018524B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 劉艷明;李凱;姬帥;李彤;楊寶磊;張嚴聰
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/35
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

1.一種低應力WB₂多層硬質涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)基體預處理：將基材進行機械研磨和拋光，然后相繼用丙酮和酒精各超聲清洗15min，烘干后放入正對靶材的樣品臺上，靶基距50～100mm，靶材和基體間設置一金屬擋板；當真空室氣壓為9×10^-3～5×10^-3Pa時，打開加熱系統將爐腔加熱至200～500℃，當真空抽至1×10^-3～3×10^-3Pa時，通入純度為99.99％以上的Ar，對基材施加-100～-300V的偏壓進行等離子濺射清洗10～15min；

(2)靶材預處理：開啟靶電源，施加1～1.5A的電流，對靶材進行預濺射清洗10～15min，除去靶材表面的氧化物雜質；

(3)沉積多層WB₂涂層：去掉靶材和基體間的金屬擋板，調整靶電流為0.5～1.0A，靶電壓為300～450V,基體偏壓為-50～-100V，沉積溫度為300～600℃，在真空室中通入壓強為0.2～0.5Pa的Ar，沉積厚度為50～400nm的一層具有壓應力的WB₂膜層；然后，調整Ar壓強為0.6～1.0Pa，沉積出厚度為50～400nm厚的一層具有拉應力的WB₂膜層；交替沉積壓應力和拉應力的WB₂膜層，交替沉積重復進行2-20次，包括第一次，最后涂層的表層再沉積一層壓應力層；

(4)沉積結束后，依次關閉偏壓電源，靶電源，Ar流量和加熱控制系統；繼續抽真空，待工件隨爐冷卻至真空室溫度降至50℃以下時，可放掉真空取出工件。

2.根據權利要求1所述的一種低應力WB₂多層硬質涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述的基材采用YG8硬質合金及Si片。

3.根據權利要求1所述的一種低應力WB₂多層硬質涂層的制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)沉積多層WB₂涂層具體工藝參數為：靶電流0.5A，直流偏壓為-50V，沉積溫度400℃，先在真空室中通入純度為99.99％、壓強為0.2Pa的Ar，沉積厚度為150nm的一層具有壓應力的WB₂膜層；然后，調整Ar壓強為0.7Pa，沉積出厚度為100nm厚的一層具有拉應力的WB₂膜層；交替沉積壓應力和拉應力的WB₂膜層，交替沉積重復進行12次，包括第一次，最后涂層表層再沉積一層150nm厚的壓應力層，最終形成WB₂硬質涂層的厚度為3150nm。