[發明專利]表面硬化的石墨模具及其表面硬化的方法

有效

• 申請號: 201711332302.9
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN109913797B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 孔德恒;王和永;李漢勇;郝嘉偉;許仁;王偉;吳暢
• 申請（專利權）人: 維達力實業（深圳）有限公司;萬津科技有限公司
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/06;C23C14/16;C23C14/18;C23C14/32
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 曾銀鳳

1.一種石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，包括如下步驟：

表面預處理：用等離子清洗石墨模具的表面，得清洗后的石墨模具；

PVD真空鍍鉻：真空條件下，在所述清洗后的石墨模具的表面沉積鉻層，得鉻-石墨模具；

PVD真空鍍鈦:真空條件下，在所述鉻-石墨模具的表面沉積鈦層，得鈦-鉻-石墨模具；

PVD真空鍍氮化鈦：真空條件下，在所述鈦-鉻-石墨模具的表面沉積氮化鈦層，得表面硬化的石墨模具。

2.根據權利要求1所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，所述用等離子清洗石墨表面模具包括如下步驟：

將所述石墨模具置于PVD爐的真空室內，將所述PVD爐的真空室抽真空，再向所述真空室通入氬氣；

對所述石墨模具施加-700～-1000V的脈沖偏壓以在所述石墨模具的表面產生氬離子，所述氬離子對所述石墨模具的表面進行轟擊清洗，清洗過程中，控制固定有石墨模具的轉架的轉速為3～5RPM且保持所述PVD爐的真空室的溫度為115～125℃。

3.根據權利要求1所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，在所述清洗后的石墨模具的表面沉積鉻層包括如下步驟：

將PVD爐的真空室抽真空，再向所述真空室中通入氬氣；

開啟鉻靶并控制其功率為8～10kW以產生氣相鉻單質，對所述清洗后的石墨模具施加-780～-800V的脈沖偏壓以在其表面產生氬離子，所述氬離子轟擊所述氣相鉻單質形成鉻離子；

所述鉻離子和所述氣相鉻單質沉積在所述清洗后的石墨模具的表面形成鉻層，沉積過程中，控制固定有石墨模具的轉架的轉速為3-5RPM。

4.根據權利要求1所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，在所述鉻-石墨模具的表面沉積鈦層包括如下步驟：

將PVD爐的真空室抽真空，再向所述PVD爐的真空室中通入氬氣；

開啟內靶鈦和外靶鈦以產生氣相鈦單質，再對所述鉻-石墨模具施加-90～-110V的脈沖偏壓以在其表面產生氬離子，所述氬離子轟擊所述氣相鈦單質形成鈦離子，其中，所述內靶鈦的功率為9～10kW，所述外靶鈦的功率為12～12.5kW；

所述鈦離子和所述氣相鈦單質在所述鉻-石墨模具表面沉積以形成鈦層，沉積過程中，調節固定有石墨模具的轉架的轉速為5～7RPM。

5.根據權利要求1所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，在所述鈦-鉻-石墨模具的表面沉積氮化鈦層包括如下步驟：

將PVD爐的真空室抽真空，再向所述真空室中通入氬氣和氮氣；

開啟內靶鈦和外靶鈦以產生氣相鈦單質，再對所述鈦-鉻-石墨模具施加-60～-150V的脈沖偏壓以在其表面產生氬離子，所述氬離子轟擊所述氮氣產生氣相氮，所述氬離子轟擊所述氣相鈦形成鈦離子，其中，所述內靶鈦的功率為9～10kW，所述外靶鈦的功率為12～12.5kW；

所述氣相氮、所述氣相鈦單質以及所述鈦離子在所述鈦-鉻-石墨模具的表面沉積并形成氮化鈦層，沉積過程中，控制固定有石墨模具的轉架的轉速為5～7RPM。

6.根據權利要求1-5任一項所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，所述表面預處理步驟中所述清洗的時間為28-32min。

7.根據權利要求1-5任一項所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，所述真空鍍鉻的步驟中所述沉積的時間為55-65min。

8.根據權利要求1-5任一項所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，所述真空鍍鈦的步驟中所述沉積的時間為8-12min。

9.根據權利要求1-5任一項所述的石墨模具表面硬化的方法，其特征在于，所述真空鍍氮化鈦的步驟中所述沉積的時間為100-150min。

10.一種如權利要求1-9任一項所述石墨模具表面硬化的方法處理得到的表面硬化的石墨模具。