[發明專利]利用離化濺射技術在磁材表面實現冷鍍的鍍膜方法

有效

• 申請號: 202010418115.8
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111575664B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 夏原;李光
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/02;C23C14/16;C22C21/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.利用離化濺射技術在磁材表面實現冷鍍的鍍膜方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟100，制備鋁鋅硅-稀土以作為復合靶材；

步驟200，對磁材進行研磨清洗處理，然后放入真空室中進行離子刻蝕；

步驟300，當磁材完成離子刻蝕結束后，給磁材加載50～200V的負偏壓，開啟離子源，控制離子源功率為0.7～1.5kW，之后打開濺射電源，給復合靶材加載350～550V濺射電壓，穩定后持續鍍膜20～40min，在達到預定涂層厚度后停止；

步驟400，待磁材冷卻后，對真空室充氣，然后打開真空室取出鍍膜后的磁材，完成鍍膜過程；

其中，所述復合靶材含有：1～2％硅、60～65％鋁，0.6～1.2％釹，其余為鋅。

2.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述復合靶材的制備過程如下：

步驟101，按硅1～2％，鋁60～65％，釹0.6～1.2％，其余為鋅的百分比含量準備鋁、高硅鋁合金、鋅和釹；

步驟102，首先將鋁進行加熱熔化，按照硅添加比例加入高硅鋁合金，然后向鋁硅液態合金中投入鋅錠，最后再加入稀土釹熔煉，形成鋁鋅硅稀土液態合金；

步驟103，經過除渣后澆入模具得到合金鑄錠；

步驟104，將獲取的合金鑄錠經過熱鍛、軋制和表面處理后，得到鋁鋅硅-稀土復合靶材。

3.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述步驟200中，對磁材進行研磨清洗處理過程如下：

步驟201，先將磁材置于振動式研磨機內，使用碳化硅與棕剛玉的混料對其進行倒角磨面，直至磁材的邊角圓弧不小于0.5mm時停止；

步驟202，然后對磁材噴砂處理20min；

步驟203，再將磁材置于超聲波清洗器中，使用金屬清洗劑超聲清洗30min；然后用去離子水超聲波清洗10min，之后使用無水乙醇超聲清洗5min脫水；最后用熱空氣烘干完成清洗過程。

4.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述步驟200中，磁材在真空室中進行離子刻蝕的過程如下：

步驟211，將清洗后的磁材裝配于真空室的夾具上，然后分別啟動機械泵和分子泵進行抽真空操作；

步驟212，當真空室內的真空度為1×10^-2Pa時，向真空室內通入氬氣和氫氣，同時啟動加熱裝置將磁材溫度加熱至150～200℃，保溫放氣30～60min后停止加熱與供氣；

步驟213，在真空度達到3×10^-3Pa時，給磁材加載150～300V的負偏壓，打開離子源控制其功率為2～5KW，離化氬氣生成氬離子對磁材表面進行離子刻蝕，離子刻蝕持續時間25～35min后停止，完成磁材的刻蝕。

5.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述步驟300中，在對所述磁材進行鍍膜前，需要等待所述磁材降溫至120～150℃。

6.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述步驟300中，在對所述磁材進行鍍膜前，所述真空室需要調整氬氣流量至工作真空度0.3～0.8Pa。

7.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述步驟300中的磁材鍍膜厚度為4～6μm。

8.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述步驟400中對所述磁材的冷卻時間為10min。

9.根據權利要求4所述的鍍膜方法，其特征在于，

所述步驟213中，在刻蝕期間真空室內的氣壓不低于1×10^-1Pa。

10.根據權利要求1所述的鍍膜方法，其特征在于，

還包括耐腐蝕實驗步驟，將鍍膜完成后的所述磁材，放入中性鹽霧中，經過300h后取出，磁材表面無腐蝕痕跡表明鍍膜成功。