[發明專利]一種真空離子鍍Ag納米復合涂層緊固件及制備方法

有效

• 申請號: 201810584163.7
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108707868B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 胡隆偉;胡婭;楊兵;楊彪
• 申請（專利權）人: 貴州航天精工制造有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/16;C23C14/35;C23C14/02;F16B1/00
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明提供一種真空離子鍍Ag納米復合涂層緊固件及制備方法，針對緊固件銀高溫自潤滑涂層制備污染問題和性能較差缺點，結合電弧離子鍍技術和磁控濺射技術，采用先進的離子刻蝕輔助工藝，開發一種銀納米復合涂層材料及其制備方法，以解決緊固件鍍銀污染和性能較差問題。開發緊固件Ag納米復合涂層材料及制備技術。本發明屬于新材料技術研究制備領域。

技術領域

本發明涉及一種真空離子鍍Ag納米復合涂層緊固件及制備方法，屬于新材料技術領域。

背景技術

航空航天及其他特種領域使用的高強度緊固件一般由不銹鋼、鈦合金以及高溫合金制造，對其表面不但需要優越的耐磨性能，同時還要求具有良好的潤滑和抗腐蝕性能。銀及銀基涂層在高低溫、真空環境中具有良好的潤滑性能，是緊固件中廣泛應用的涂層材料。鍍銀有電鍍、化學鍍、氣相沉積等方法，其中電鍍應用最為廣泛。廣泛采用電鍍銀最早始于1800年，第一個鍍銀的專利是1838年由英國伯明翰的Elkington兄弟提出的，所用的鍍液為堿性氰化物鍍液，與他們發明的堿性氰化物鍍黃金體系很類似。一個多世紀以來，鍍銀液的基本配方和最初的配方差別不大，僅僅是提高了銀配位離子濃度以達到快速鍍銀的目的而已。銀鍍層最早應用于裝飾，在電子工業、通訊設備和儀器儀表制造業中，鍍銀以減少金屬零件表面的接觸電阻和提高金屬的焊接能力。在各種鍍液體系中，氰系鍍液應用較廣，過去的主要缺點是使用的電流密度小，現在高效鍍銀使電流密度可高達10A/dm²。光亮鍍銀一般為1.5～3A/dm²，其鍍面光滑而無需再打光，也可鍍厚。近年來快速發展起來的電子元器件的高速選擇性鍍銀，如引線框架的選擇性鍍銀，采用噴射鍍的方法。所用的電流密度高達300～3000A/dm²，鍍液中氰化銀鉀的濃度也高達40～75g/L，陽極采用白金或鍍鉑的鈦陽極，這樣在1s內即可鍍上約4～5μm的銀層，它已能滿足硅芯片和銀焊墊之間用鋁線來鍵合。電器、儀表等工業還采用無氰鍍銀。電鍍液用硫代硫酸鹽、亞硫酸鹽、硫氰酸鹽、亞鐵氰化物等。為了防止銀鍍層變色，通常要經過鍍后處理，主要是浸亮、化學和電化學鈍化，鍍貴金屬或稀有金屬或涂覆蓋層等。

與電鍍相比，化學鍍銀具有工藝簡單、適用于不規則的基體材料、成本較低等優點；化學鍍層具有高致密度、厚度均勻、良好的抗蝕性和耐磨性等性能。除了常規的工件處理外，近年來，粉體表面的化學鍍銀取得了一定進展。表面鍍銀的復合粉體應用十分廣泛，如：在銅粉表面鍍銀可用作電子漿料、電極材料、催化劑和電磁屏蔽材料等；在空心或實心微球(玻璃或陶瓷)表面鍍銀可用作厚膜電路材料、電容器、墊圈和密封材料；在高密度聚乙烯薄膜制成的微囊表面鍍銀可作為臨床上介入療法使用的球囊電極等。目前許多工作者都在致力于化學鍍銀的研究，不斷探索采用簡單的工藝、低廉的成本制備優良的化學鍍層。我們日常使用的熱水壺里面的膽就是經過化學鍍銀處理的。由于銀鍍層是光亮反光的，對于熱量所產生的紅外輻射能很好的反射回去，以達到更好的保溫效果。所以鍍銀的熱水壺就具有更好的保溫的作用。

PVD離子鍍技術是近二十年來國內外研究的熱點技術，制備的各類涂層具有硬度高、附著力好、基體適應性好以及無污染等缺點，在零部件領域上獲得了成功的應用，是表面處理技術發展最為活躍的領域。銀及銀基涂層的PVD涂層技術主要有蒸鍍、濺射、離子鍍等。真空蒸發鍍銀最常用的是電阻加熱法，其優點是加熱源的結構簡單，造價低廉，操作方便；電子束加熱和激光加熱鍍銀則能克服電阻加熱的缺點。電子束加熱上利用聚焦電子束直接對被轟擊材料加熱，電子束的動能變成熱能，使材料蒸發。激光加熱是利用大功率的激光作為加熱源，但由于大功率電子束蒸發和激光器的造價很高，目前只能在少數研究性實驗室中使用。蒸發鍍銀最明顯的優點就是沉積速率快，很容易做到幾十上百微米的銀涂層制備。但其缺點就是均勻性較差，無法在復雜形狀的工件上面獲得均勻的涂層，同時其附著為機械結合，附著力較差。隨著PVD涂層技術的進一步發展，涂層和基體間的結合強度得到進一步提高，在緊固件表面利用PVD涂層技術制備高附著力的銀涂層是零部件表面涂層技術的首選。