[發明專利]一種TiAlSiCN微納米涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202110154946.3
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112941470B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 張而耕;王海洋;陳強;黃彪;周瓊
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/54;C23C14/14;C23C14/06
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 賀姿;胡晶

1.一種TiAlSiCN微納米涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：基體前處理：先采用噴砂設備對基體進行打磨拋光處理，然后將基體放入丙酮溶液中進行超聲波清洗，再將清洗完成的基體用酒精擦拭，并烘干；

S2：基體離子刻蝕清洗：將基體放入涂層爐腔內，并將涂層爐腔抽至真空，真空度為0.005～0.008mbar，將基體加熱至400～500℃時，向涂層爐腔內通入流量為180～230sccm的氬氣，基體負偏壓為700～950V，對基體進行離子刻蝕清洗10～20min；

S3：制備Ti打底層：涂層爐腔真空度保持在0.005～0.008mbar，涂層爐腔溫度保持在400～500℃，向涂層爐腔內通入流量為180～230sccm的氬氣，通過調整偏壓控制Ti靶，于基體上沉積Ti打底層，Ti靶電流為120～150A，基體負偏壓為400～500V，沉積時間為3～5min；

S4：制備TiC過渡層：涂層爐腔真空度保持在0.005～0.008mbar，涂層爐腔溫度保持在400～500℃，向涂層爐腔內通入流量為180～230sccm的乙炔氣體，通過調整偏壓控制Ti靶，于經過步驟S3處理過的基體上沉積TiC過渡層，Ti靶電流為120～150A，基體負偏壓為100～130V，沉積時間為10～20min；

S5：制備TiAlSiCN表層：涂層爐腔真空度保持在0.001～0.006mbar，涂層爐腔溫度保持在400～500℃，向涂層爐腔內通入流量為150～200sccm的乙炔氣體和流量為180～200sccm的氮氣，通過控制Ti靶、AlTi靶及TiSi靶，于經過步驟S4處理過的基體上沉積TiAlSiCN表層，Ti靶電流為120～150A，AlTi靶電流為120～160A，TiSi靶電流為140～160A，基體負偏壓為60～80V，沉積時間為40～60min；

S6：TiAlSiCN微納米涂層后處理：將經過步驟S5處理過的基體進行拋光處理。

2.根據權利要求1所述的TiAlSiCN微納米涂層的制備方法，其特征在于，所述Ti打底層的厚度為0.1～0.2μm。

3.根據權利要求1所述的TiAlSiCN微納米涂層的制備方法，其特征在于，所述TiC過渡層的厚度為0.5～0.7μm。

4.根據權利要求1所述的TiAlSiCN微納米涂層的制備方法，其特征在于，所述TiAlSiCN表層的厚度為2.1～2.4μm。

5.根據權利要求1所述的TiAlSiCN微納米涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟S6具體為：將經過步驟S5處理過的基體裝夾于拋光機上進行拋光處理，拋光時間為10～20min，拋光速度為8～15m/s。

6.根據權利要求1所述的TiAlSiCN微納米涂層的制備方法，其特征在于，所述Ti靶的純度為99.999％，所述AlTi靶中Al：Ti的原子數含量比為7：3，所述TiSi靶中Ti：Si的原子數含量比為8：2。