[發明專利]基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法

在審

• 申請號: 201910331508.2
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN109913801A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 張克棟;郭旭紅;王呈棟;孟祥峰;劉峰
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/32;C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 陳婷婷

1.一種基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于，依次包括如下步驟：

（1）基體預處理：采用高速鋼或硬質合金材料制成的基體，并將基體表面研磨拋光處理，再對所述基體表面予以清潔處理；

（2）在所述基體表面加工微織構：利用物鏡將線性偏振飛秒激光聚焦到所述基體表面，設定激光掃描路徑與激光加工參數，在所述基體表面加工出微織構；

（3）等離子體刻蝕加工：將經激光加工微織構后的所述基體放置在感應耦合等離子刻蝕系統的刻蝕腔中，在等離子體環境下干法刻蝕實現微織構的制備，在所述基體表面形成等離子改性層；

（4）沉積PVD涂層：在具有所述微織構的所述基體表面上沉積PVD涂層，所述PVD涂層覆蓋在所述等離子改性層上。

2.根據權利要求1所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：在所述步驟（1）中，將所述基體置放在去離子水和/或有機溶劑中進行超聲清洗以對所述基體表面予以清潔，所述有機溶劑為乙醇或丙酮。

3.根據權利要求1所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：在所述步驟（2）中，將所述基體放置在高精度三維移動平臺上，通過計算機控制三維移動平臺的移動，使得所述飛秒激光按預設路徑聚焦掃描至所述基體上實現的所述微織構的加工，其中，所述飛秒激光在所述基體表面掃描的次數為1次至2次。

4.根據權利要求1所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，所述線性偏振飛秒激光的波長為180nm～1053nm，激光脈寬為100～300 fs，脈沖能量為0.5～2 μJ，激光脈沖頻率為500～1000 Hz，激光掃描速度為100～1000 μm/s。

5.根據權利要求1所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：在所述步驟（2）后且在所述步驟（3）前，將經所述步驟（2）處理后的所述基體置放在有機溶劑中進行超聲清洗。

6.根據權利要求1所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中，所述刻蝕腔內充盈SF₆ 氣體或Cl₂氣體。

7.根據權利要求6所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：所述刻蝕系統的上射頻源功率以及下射頻源功率可調范圍分別為 0-500 W 和 0-300 W，在所述步驟（3）的刻蝕加工中，所述刻蝕系統的上射頻源的功率大于下射頻源的功率。

8.根據權利要求1所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：在所述步驟（3）后、所述步驟（4）前，先去除經所述步驟（3）處理的所述基體表面上殘留的雜質，再在所述基體表面上沉積PVD涂層。

9.根據權利要求1所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：所述的PVD涂層通過陰極電弧離子鍍工藝或者磁控濺射工藝鍍設在所述基體的表面上。

10.根據權利要求1至9任一項所述的基體表面等離子體輔助激光織構化PVD涂層的制備方法，其特征在于：所述微織構為微型凹槽，或者微孔，或者微型凹槽與微孔的復合織構。