[發(fā)明專利]一種多元層狀加硬涂層生長工藝

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• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112458417A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 彭長明
• 申請（專利權(quán)）人: 創(chuàng)隆實業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/02;C23C14/06
• 代理公司: 北京權(quán)智天下知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

本發(fā)明屬于PVD磁控濺射技術領域，公開了一種多元層狀加硬涂層生長工藝。本發(fā)明的多元層狀加硬涂層生長工藝包括以下步驟：(1)將基材在自動化清洗線上完成液態(tài)清洗；(2)將基材放置于磁控濺射鍍膜機內(nèi)預抽真空；(3)在磁控濺射鍍膜機內(nèi)進行輝光清洗；(4)在磁控濺射鍍膜機內(nèi)進行膜層沉積，所述膜層沉積中包括沉積致硬層，致硬層的沉積中使用三種或三種以上靶材，獲得三元或三元以上金屬的碳化物或氮化物為單層結(jié)構(gòu)堆疊形成的多層結(jié)構(gòu)；(5)冷卻出爐。該工藝通過在沉積膜層過程中依次呈層狀沉積不同材料的氮化物或碳化物，形成不同材料的層狀堆疊，達到致硬效果并抑制表面形貌粗化生長，在基材表面形成兼具防護及裝飾作用的涂層。

技術領域

本發(fā)明涉及PVD磁控濺射技術領域，具體是涉及一種多元層狀加硬涂層生長工藝。

背景技術

物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition，PVD)涂層技術應用在很多表面處理和薄膜材料制備方面，如模具表面硬質(zhì)涂層、各種零部件表面的防護涂層、表面改性涂層、導電和透光涂層等。

傳統(tǒng)裝飾性PVD技術是不銹鋼產(chǎn)品表面及陶瓷表面的常規(guī)表面裝飾性處理技術。由于對于光澤度及顏色效果的追求，使得涂層顏色多樣，光澤度高，但膜層厚度較薄，成分往往偏離標準化學計量比，導致膜層在機械性能也就是涂覆產(chǎn)品的日常使用保護上存在缺陷，往往出現(xiàn)膜層磨損的現(xiàn)象，降低了產(chǎn)品的外觀壽命。目前常用增加硬度的方式為涂加厚度較大的單一金屬氮化物或碳化物膜層，優(yōu)化膜層的保護性能，但這種膜層在生長的過程中由于其連續(xù)生長的一致性，無可避免的導致膜層表面的粗化，從而降低了膜層光澤度，整體裝飾效果較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種多元層狀加硬涂層生長工藝，該工藝通過采用液態(tài)清洗PVD、輝光清洗、膜層沉積等步驟，在沉積膜層過程中依次呈層狀沉積不同材料的氮化物或碳化物，形成不同材料的層狀堆疊，利用這種結(jié)構(gòu)達到致硬效果并抑制表面形貌粗化生長，可在基材表面形成光澤度高，裝飾性好，硬度優(yōu)異，兼具防護及裝飾作用的涂層。

為達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的多元層狀加硬涂層生長工藝包括以下步驟：

(1)將基材在自動化清洗線上完成液態(tài)清洗；

(2)將基材放置于磁控濺射鍍膜機內(nèi)預抽真空；

(3)在磁控濺射鍍膜機內(nèi)進行輝光清洗；

(4)在磁控濺射鍍膜機內(nèi)進行膜層沉積，所述膜層沉積中包括沉積致硬層，致硬層的沉積中使用三種或三種以上靶材，獲得三元或三元以上金屬的碳化物或氮化物為單層結(jié)構(gòu)堆疊形成的多層結(jié)構(gòu)；

(5)冷卻出爐。

進一步地，所述致硬層的三種或三種以上靶材選自鉻靶、鈦靶、鎢靶、硅靶、鋁靶或合金靶中的一種或多種。本領域技術人員應該知曉，這些靶材僅是例舉，此處所述靶材并不局限于這些。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述致硬層以氮氣為反應氣體，所述三種或三種以上靶材為硅靶、鉻靶和鈦靶，以硅的氮化物、鉻的氮化物和鈦的氮化物這三種單層結(jié)構(gòu)依次沉積形成多層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述致硬層以碳氫氣體為反應氣體，所述三種或三種以上靶材為硅靶、鉻靶和鈦靶，以硅的碳化物、鉻的碳化物和鈦的碳化物這三種單層結(jié)構(gòu)依次沉積形成多層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述致硬層以氮氣為反應氣體，所述三種或三種以上靶材為鎢靶、鉻靶和鈦靶，以鎢的氮化物、鉻的氮化物和鈦的氮化物這三種單層結(jié)構(gòu)依次沉積形成多層結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，在本發(fā)明的一些實施例中，所述致硬層以碳氫氣體為反應氣體，所述三種或三種以上靶材為鎢靶、鉻靶和鈦靶，以鎢的碳化物、鉻的碳化物和鈦的碳化物這三種單層結(jié)構(gòu)依次沉積形成多層結(jié)構(gòu)。