[發明專利]一種耐腐蝕鍍膜工藝及其制得的耐腐蝕鍍膜涂層

有效

• 申請號: 202110445447.X
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113151826B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 毛昌海;祖全先
• 申請（專利權）人: 艾瑞森表面技術（蘇州）股份有限公司
• 主分類號: C23C28/00
• 分類號: C23C28/00;C23C14/16;C23C14/06;C23C16/26;C23C14/35;C23C16/50;C23C16/56
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 翟超

本發明公開了一種耐腐蝕鍍膜工藝及其制備得到的耐腐蝕鍍膜涂層，包括：對金屬基體表面進行預處理；在金屬基體表面依次第一沉積Cr結合層、第一Cr/WC過渡層、第一WC?C：H過渡層，再采用PECVD技術在所述第一WC?C：H過渡層表面沉積含氫DLC層；用輝光蝕刻工藝蝕刻所述含氫DLC層背離所述第一WC?C：H過渡層的表面；在所述含氫DLC層背離所述第一WC?C：H過渡層的表面依次沉積第二WC?C：H過渡層、第二Cr/WC過渡層、表層，形成所述耐腐蝕鍍膜。本發明通過采用含氫DLC層作為中間層，具有同時增加涂層的抗腐蝕能力和增強結合強度的優點。

技術領域

本發明涉及表面工程技術領域，具體涉及一種基于PECVD和PVD的耐腐蝕鍍膜工藝及其制得的耐腐蝕鍍膜涂層。

背景技術

由于物理氣相沉積(PVD)涂層具有良好的膜基結合效果和耐磨性，在裝飾、耐磨等表面處理領域發揮著重要作用，例如廣泛應用在3C制品的外殼和耐磨件、車用發動機零部件、工模具等行業中。

但是在實際使用中發現，PVD涂層的鐵基產品在無油的環境中抗腐蝕效果較差，即容易生銹或因腐蝕導致涂層剝落。造成這種現象的原因在于PVD涂層沉積的過程中會生產許多微孔缺陷或者表面摻雜有涂層“液滴”，微觀上涂層表面存在大量微孔缺陷，形成的是不完全封閉的“保護膜”。由于PVD涂層屬于化學惰性物質，涂層后會通過這些微孔缺陷發生電化學腐蝕，所以在部分情況下PVD涂層可能會加速鐵基金屬的腐蝕。

目前常見的解決方式是在涂層后采用后處理的方式封閉涂層表面的微孔缺陷，或者避免使用鐵基金屬，這樣的方式對涂層的應用場合和范圍有嚴格限制，無法廣泛應用。

目前也有一些涂層工藝用來做抗腐蝕涂層使用，比較典型的是采用化學氣相沉積(CVD)的類金剛石(DLC)涂層，可以在石油管道、海洋、體液、化學介質等腐蝕性比較強烈的條件下使用。例如公布號CNl02498232A的專利介紹了一種PVD+PACVD(等離子體輔助化學氣相沉積)涂覆DLC的工藝，采用DLC+Si-C-H的復合方式得到具有摩擦學和防腐蝕的涂層；公布號CN107326363A的專利采用Cr基層、Cr/WC梯度化過渡層、功能層、潤滑層結構沉積DLC層。這些技術都可以得到耐腐蝕效果良好的涂層，但是其外層的功能層只有DLC，并不能通過增加其他高硬耐磨或者具有裝飾作用的表層來獲得更多應用。

公布號CN110438465A的專利介紹了一種Ti/TiCx/DLC、TiCx/Ti/TiCx/DLC交替層疊層和頂層的工藝，如果將頂層膜層的成分進行調整可以得到各種技術需求的復合膜，雖然各層間采用了化學梯度過渡的方式，但沒有考慮到含氫DLC與外層TiCx的結合問題，在高負載條件下極易產生TiCx與下層DLC剝離的情況。

因此亟待研發一種兼具結合力和多功能的抗腐蝕涂層。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種基于PECVD和PVD的耐腐蝕鍍膜工藝。

為了實現上述目的，本發明的技術方案公開了一種耐腐蝕鍍膜工藝，包括以下步驟：

S1、對金屬基體表面進行預處理，以使得所述金屬基體表面粗糙度Ra≤0.5μm；

S2、在金屬基體表面依次沉積第一Cr結合層、第一Cr/WC過渡層、第一WC-C：H過渡層，再采用PECVD技術在所述第一WC-C：H過渡層表面沉積含氫DLC層；

S3、再用輝光蝕刻工藝蝕刻所述含氫DLC層背離所述第一WC-C：H過渡層的表面；

S4、再在所述含氫DLC層背離所述第一WC-C：H過渡層的表面依次沉積第二WC-C：H過渡層、第二Cr/WC過渡層、表層，形成耐腐蝕鍍膜。