[發明專利]一種具有高耐磨損能力的TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201910379626.0
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN109930106B
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 王浪平;趙凡;王小峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/06;C23C14/34;C23C14/54
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種具有高耐磨損能力的TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層的制備方法，其特征在于具有高耐磨損能力的TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層的制備方法是按以下步驟進行的：

一、清洗基體并安裝基體：使用YG8硬質合金作為鍍膜基體，將鍍膜基體表面拋光至鏡面，然后將鍍膜基體依次使用丙酮和酒精各超聲清洗10min～15min；選擇等離子體浸沒離子注入與沉積設備作為鍍膜設備，所述的等離子體浸沒離子注入與沉積設備設置有45°磁過濾彎管和弧源系統；將清洗后的鍍膜基體安裝在等離子體浸沒離子注入與沉積設備的靶臺上，且正對著45°磁過濾彎管的出口，將TiAlSi合金陰極靶材安裝在弧源系統中；

二、濺射清洗基體：使用機械泵和分子泵對真空室抽真空至氣壓為6×10^-3Pa～7×10^-3Pa，通入50sccm～55sccm的氬氣，通過分子泵控制真空室的氣壓保持在0.5Pa～0.55Pa；使用射頻電源使氬氣發生電離，并且在鍍膜基體和真空室器壁間加6kV～6.5kV的電壓，頻率為100Hz～110Hz，脈寬為60μs～65μs，對鍍膜基體進行濺射清洗以確保鍍膜基體表面清潔，濺射清洗時間為30min～35min；

三、①、濺射清洗結束后，關閉射頻電源，停止通入氬氣，通入50sccm～55sccm的氮氣，通過分子泵控制真空室的氣壓保持在0.3Pa～0.35Pa；

②、停止通入氮氣，氣壓值降低至8×10^-3Pa～1.2×10^-2Pa，在鍍膜基體和真空室器壁間加15kV～16kV的電壓，頻率為100Hz～110Hz，脈寬為60μs～65μs，啟動弧源系統，起弧方式為接觸起弧，使陰極電弧燃燒，調節電弧電流為45A～55A，電弧電壓為20V～30V，在45°磁過濾彎管上施加10V～20V的偏壓，45°磁過濾彎管外壁上施加2A～3A的磁場，鍍膜2min～3min，制備得到TiAlSi涂層；

③、通入50sccm～55sccm的氮氣，在鍍膜基體和真空室器壁間加15kV～16kV的電壓，頻率為100Hz～110Hz，脈寬為60μs～65μs，調節電弧電流為45A～55A，電弧電壓為20V～30V，在45°磁過濾彎管上施加10V～20V的偏壓，45°磁過濾彎管外壁上施加2A～3A的磁場，鍍膜4min～5min，制備得到TiAlSiN涂層；

④、重復步驟三②和③的過程總共鍍膜60min～65min，在鍍膜基體上得到TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層。

2.根據權利要求1所述的一種具有高耐磨損能力的TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層的制備方法，其特征在于步驟一中將鍍膜基體表面拋光至鏡面，然后將鍍膜基體依次使用丙酮和酒精各超聲清洗10min。

3.根據權利要求1所述的一種具有高耐磨損能力的TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層的制備方法，其特征在于步驟一中所述的TiAlSi合金陰極靶材是用水冷銅坩堝熔煉設備制備而成。

4.根據權利要求1所述的一種具有高耐磨損能力的TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層的制備方法，其特征在于步驟二中使用機械泵和分子泵對真空室抽真空至氣壓為6×10^-3Pa，通入50sccm的氬氣，通過分子泵控制真空室的氣壓保持在0.5Pa；使用射頻電源使氬氣發生電離，并且在鍍膜基體和真空室器壁間加6kV的電壓，頻率為100Hz，脈寬為60μs，對鍍膜基體進行濺射清洗以確?；w表面清潔，濺射清洗時間為30min。

5.根據權利要求1所述的一種具有高耐磨損能力的TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層的制備方法，其特征在于步驟三④中重復步驟三②和③的過程總共鍍膜60min，在鍍膜基體上得到TiAlSi/TiAlSiN多層交替涂層。