[發明專利]一種壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法

在審

• 申請號: 202210050734.5
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114632910A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 郎文昌;蔣慧珍;張慧;劉艷杰;趙渙波;陳盛旭;林振宇;任肖煒
• 申請（專利權）人: 溫州瑞明工業股份有限公司
• 主分類號: B22C3/00
• 分類號: B22C3/00;B22D17/22;C23C14/06;C23C14/32;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司 33258
• 代理人: 朱海曉

1.一種壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：所述涂層由內到外分別為基礎層、復合過渡層、多層循環納米層；其中基礎層為AlCrN、復合過渡層為TiSiN/AlCrN復合層、多層循環納米層為TiSiAlCrCN/TiSiAlCrCON交替層；

所述制備方法于脈沖弧源真空鍍膜設備中進行，其配置有脈沖弧源和離子清洗裝置，所述脈沖弧源包括至少一列的金屬AlCr靶和兩列TiSi靶，所述脈沖弧源具有至少一組脈沖弧源為相向設置的AlCr靶和TiSi靶，相向設置的AlCr靶和TiSi靶分別位于待鍍模具的兩側，所述脈沖弧源具有至少一組脈沖弧源為相鄰設置的AlCr靶和TiSi靶；

所述制備方法包括以下步驟：

1） 將待鍍模具放入真空鍍膜裝置中，進行預熱；

2）采用離子清洗源對模具表面進行等離子清洗；

3）通入氮氣，開啟至少一列的AlCr靶，沉積AlCrN層；

4）通入氮氣，同時開啟一組相向設置的TiSi靶及AlCr靶，沉積AlCrN/TiSiN復合層；

5）通入乙炔、氮氣、氬氣，同時開啟一組相鄰設置的TiSi靶及AlCr靶，沉積TiSiAlCrCN層；

6）通入氧氣、乙炔、氮氣、氬氣，同時開啟一組相鄰設置的TiSi靶及AlCr靶，沉積TiSiAlCrCON層；

7）交替重復步驟5）和步驟6），形成多層循環納米層。

2.根據權利要求1所述的壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：所述的基礎層厚度為300-1500納米，所述的復合過渡層厚度為100-800納米，多層循環納米層厚度為100-1000納米；所述TiSiAlCrCON層的厚度占多層循環納米層厚度的比例不高于30%。

3.根據權利要求1所述的壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：兩列金屬AlCr靶和兩列TiSi靶按順時針方向分布依次為第一AlCr靶、第一TiSi靶、第二AlCr靶、第二TiSi靶，其中第一AlCr靶和第二TiSi靶相向設置分別位于待鍍模具的兩側；第一AlCr靶和第一TiSi靶形成的一組相鄰設置的TiSi靶及AlCr靶、第一TiSi靶和第二AlCr靶形成的一組相鄰設置的TiSi靶及AlCr靶、第二AlCr靶和第二TiSi靶形成的一組相鄰設置的TiSi靶及AlCr靶中的其中兩組或三組在步驟4）-6）中的至少部分過程中交替間隙使用。

4.根據權利要求1所述的壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：步驟3）和步驟4）中，脈沖弧靶的脈沖弧放電采用基值電流疊加脈沖弧電流放電的方式，其基值電流為20-40A，高值脈沖電流為300-1500A，頻率為30-150Hz，占空比10-40%。

5.根據權利要求1所述的壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：步驟5）中，乙炔、氮氣、氬氣混合為混合氣體通入，其中，氬氣所占的原子比不低于30%，氮氣所占原子比不高于60%，乙炔所占原子比不高于20%。

6.根據權利要求1所述的壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：步驟6）中，氧氣、乙炔、氮氣、氬氣混合為混合氣體通入，其中，氬氣所占的原子比不低于30%，氮氣所占原子比不高于60%，乙炔所占原子比不高于20%，氧氣所占原子比不高于20%。

7.根據權利要求1所述的壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：步驟5）與步驟6）沉積的單層時間為1-5min，其中步驟5）沉積的單層時間至少是步驟6）沉積的單層時間的3倍以上。

8.根據權利要求7所述的壓鑄鋁模具表面的納米復合多元碳氧化物涂層的制備方法，其特征在于：步驟5）、6）的循環次數不少于4次，碳氧化物層為涂層最外層。