[實用新型]一種新型的PVD涂層

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720356970.4
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN206986266U
• 公開（公告）日: 2018-02-09
• 發(fā)明（設計）人: 吳偉亮;黃國偉;涂建軍
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州星藍納米技術(shù)有限公司
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/16;C23C14/32
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務所(普通合伙)31288
• 代理人: 劉君

技術(shù)領域

本實用新型屬于表面處理技術(shù)領域，涉及高速鋼和硬質(zhì)合金的表面處理技術(shù)，特別是涉及一種納米結(jié)構(gòu)的PVD涂層技術(shù)。

背景技術(shù)

物理氣相沉積(PVD，physical Vapor DeposiCron)是在現(xiàn)代物理、化學、材料學、電子學等多學科基礎上發(fā)展起來的一門先進的工程技術(shù)。它是將靶材(所鍍薄膜材料)在真空環(huán)境下，經(jīng)過物理過程而沉積在襯底(需鍍膜工件)表面的過程。使用物理氣相沉積技術(shù)在廉價的金屬材料表面制造硬質(zhì)陶瓷涂層是近年來研究的熱點。

高速鋼和硬質(zhì)合金的工件或者模具，在機械加工中應用非常廣泛，而一般的高速鋼和硬質(zhì)合金的工件或模具的因為磨損、耐高溫和潤滑性等問題，導致其使用壽命會極大的衰退。

實用新型內(nèi)容

為了解決以上問題，本實用新型提出一種新型的PVD涂層。采用本實用新型的PVD涂層，可以有效提升高速鋼和硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、和耐高溫性能，從而提高高速鋼和硬質(zhì)合金的使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率。

一種新型的PVD涂層，其特征在于，包括硬質(zhì)合金基體1、由內(nèi)而外依附在基體1表面的結(jié)合層2和功能層3。所述的結(jié)合層2為Ti 涂層，其厚度為0.07-0.09um；所述的功能層3為TiAl涂層，其厚度為0.09-0.11um，且TiAl涂層中Ti與Al的物質(zhì)的量之比為50∶50。所述的涂層的總厚度(結(jié)合層+功能層)的總厚度為0.16-0.2um。

一種新型的PVD涂層，其處理工藝如下：

A、抽真空、加熱：首先將基體1材料放置于真空鍍膜設備中，調(diào)節(jié)設備真空度為6*10^-5mbar，加熱1h左右，使得溫度升高到 460-480℃。

B、清潔基體1：離子轟擊，偏置電壓為10V，分子泵運行頻率從起始抽真空時的100％下降到72％，在設備中同時通入純度為 99.999％的高純度氫氣(H)和99.999％的高純度氬氣(Ar)，氫氣(H) 的流量為50-200sccm，氬氣(Ar)的流量為50sccm，通氣時間為20-30min。接著，偏置電壓設為200V，在設備中通入高純度氬氣(Ar)，氬氣(Ar)的流量為50sccm，通氣時間為20-30min。

C、鍍結(jié)合層2：分子泵頻率為72％，在設備中充入氮氣(N)，使得設備中的壓力為2.0*10^-2mbar，單開Ti靶材，弧電流為150A，偏置電壓為40V，涂層時間為4-6min。

D、鍍功能層3：分子泵頻率為72％，在設備中沖入氮氣(N)，使得設備中的壓力為4.0*10^-2mbar，單開TiAl50/50靶材，弧電流為180A，偏置電壓為40V，涂層時間為4-6min。

E、最終出爐前將溫度降低至200℃以下。

采用本實用新型的方法制備的涂層的硬度為3000V，結(jié)合力采用洛氏硬度計測量可以達到HF1標準，與金屬的摩擦摩擦系數(shù)為0.2，耐熱溫度為700℃。

由此可見，采用本實用新型的經(jīng)過PVD處理的硬質(zhì)合金，可以有效提升硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、和耐高溫性能，從而提高硬質(zhì)合金工件或模具的使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率。

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型的權(quán)利要求。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、同等替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

附圖說明

圖1為本實用新型的具有PVD涂層的硬質(zhì)合金的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。

主要元件符號說明：