[發明專利]一種物理氣相沉積法制備黑色碳化鎢復合涂層的方法

有效

• 申請號: 201810331973.1
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108588643B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 施正彪;李煜
• 申請（專利權）人: 精研（東莞）科技發展有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/14;C23C14/16;C23C14/32;C23C14/02
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

1.一種物理氣相沉積法制備黑色碳化鎢復合涂層的方法，其特征在于，包括有以下工藝步驟，具體的：

a、除油清洗：

a1、將需要加工的產品置于通用除油清洗劑溶液中進行浸泡清洗處理；

a2、將經過通用除油清洗劑浸泡清洗處理后的產品置于酒精中進行超聲波清洗處理，超聲波清洗處理的時間為3-8分鐘；

a3、將經過超聲波清洗處理后的產品置于超純水中進行慢拉脫水處理，超純水為100℃熱水；

a4、將經過超純水慢拉脫水處理后的產品置于烘箱中進行烘烤處理，烘箱采用110-180℃循環風進行烘烤，烘烤處理的時間為30-50分鐘；待產品于烘箱中烘烤處理完畢后，將產品移出烘箱并自然冷卻至室溫；

b、底層制備：

b1、將經過烘烤處理且冷卻至室溫的產品置于真空爐中，啟動抽真空裝置進行抽真空處理并使得真空爐內部的真空度達到0.1Pa，而后開啟真空爐的加熱裝置，當真空爐內部的溫度到達200℃后開始計時恒溫35-55分鐘，恒溫時間到達之后關閉真空爐的加熱裝置并停止加熱；

b2、繼續啟動抽真空裝置進行抽真空處理，直至真空爐內部的真空度達到（0.5-0.8）×10^-3Pa，而后啟動氬氣流量控制器并往真空爐內部通入60-100SCCM的氬氣，以使得真空爐內部的真空度上升至0.15Pa；

b3、依次打開偏壓電源、Cr弧靶電源，偏壓電源的電壓設定為220-300V，Cr弧靶電源的電流設定為50-65A，在產品離子轟擊5-8分鐘后關閉弧靶電源，此時產品表面沉積Cr金屬底層；

c、過渡緩沖層制備：

c1、啟動氬氣流量控制器并往真空爐內通入200-250SCCM的氬氣，以使得真空爐內部的真空度上升至0.4-0.8Pa；

c2、將偏壓電源的電壓設定為100-150V，并開啟Cr柱靶中頻電源，Cr柱靶中頻電源的電流設定為25-35A，在產品離子轟擊15-25分鐘后，產品于Cr金屬底層上沉積Cr過渡層；

c3、待產品于Cr金屬底層上沉積Cr過渡層后，開啟W柱靶中頻電源，W柱靶中頻電源的電流設定為15-38A，在產品離子轟擊10分鐘后，產品于Cr過渡層表面沉積Cr和W混合層，以制備成緩沖層；

d、加硬耐磨膜層制備：

d1、開啟氬氣流量控制器以及乙炔流量控制器，真空爐內部通入200-300SCCM氬氣且通入80-150SCCM乙炔，以使真空爐內部的真空度上升至0.45-0.5Pa；

d2、將Cr弧靶電源的電流設定為25-35A且將W柱靶中頻電源的電流設定為20-35A，同時將偏壓電源的電壓設定為80-100V；完成上述動作之后產品在轉向Cr靶時沉積CrC單層，產品在轉向W靶時沉積WC單層，從而使CrC單層與WC單層交替沉積形成加硬耐磨層，沉積時間為120-150分鐘；

e、顏色層制備：

e1、啟動氬氣流量控制器、乙炔流量控制器，并往真空爐內部通入200-300SCCM氬氣以及250-350SCCM的乙炔，以使真空爐內部的真空度上升至0.2-0.8Pa；

e2、將Cr弧靶電源的電流設定為20-30A，且將W柱靶中頻電源的電流設定為15-25A，并同時將偏壓電源的電壓設定為-60--110V，完成上述動作之后將在產品上交替沉積CrC顏色單層與WC顏色單層，進而形成混合顏色層，沉積時間為60-80分鐘；

f、冷卻出爐；

f1、待混合顏色層沉積完畢后，依次關閉W柱靶中頻電源、Cr弧靶電源、偏壓電源，并關閉氬氣流量控制器、乙炔流量控制器抽真空裝置；

f2、待上述關閉動作完成后，打開真空爐的爐門并進行開門放氣，而后將加工后的產品取出并置于通風干燥處進行自然冷卻。

2.根據權利要求1所述的一種物理氣相沉積法制備黑色碳化鎢復合涂層的方法，其特征在于：于所述步驟a1中，所述通用除油清洗劑溶液中的通用除油清洗劑質量濃度為5%-10%。

3.根據權利要求2所述的一種物理氣相沉積法制備黑色碳化鎢復合涂層的方法，其特征在于：于所述步驟a1中，通用除油清洗劑溶液浸泡清洗處理的時間為5-10分鐘。