[发明专利]延长镜头模具钢循环使用寿命的方法

说明书

技术领域

本发明涉及延长模具钢循环使用寿命的方法。

背景技术

玻璃镜头的制备方法为浇注成膜的方式，注模所用模具钢需要具有一定的耐腐蚀性、高温稳定性、较低的摩擦系数以及一定的硬度。玻璃镜头在生产过程中需多次反复的注模和脱模，因此模具钢的劳损较快，现有的模具钢其循环寿命较短。为了降低生产制造的成本，延长模具钢的循环使用寿命就成为了迫切需要解决的问题。目前采用的离子体表面处理等技术不能很好的提高其寿命，而类金刚石具有卓越的抗腐蚀性能和超高的热稳定性能够显著的提高模具钢的循环次数，较低的摩擦系数和优异的抗粘附性使得镜头易脱模，且通过工艺的调整提高SP³的含量可以进一步提高其硬度，降低磨耗率。但是类金刚石和模具钢基底的结合性不好。若没有良好的结合力则类金刚石膜易脱落，难以发挥其优异的性能，因此过渡层同样是关键的技术之一。

发明内容

本发明要解决现有镜头模具钢循环使用寿命差的问题，而提供延长镜头模具钢循环使用寿命的方法。

延长镜头模具钢循环使用寿命的方法是按以下步骤完成的：

一、单靶材的制备：

将TiN陶瓷粉与质量百分数为99.99％的乙醇混合，得到预烧结材料A，在常压及烧结温度为800℃～1500℃的条件下，将预烧结材料A烧结20min～50min，得到直径为49mm及厚度为3mm的TiN靶；

所述的TiN陶瓷粉的质量与质量百分数为99.99％的乙醇的体积比为1g:5mL；

二、复合靶材的制备：

将TiN陶瓷粉、TiC陶瓷粉与质量百分数为99.99％的乙醇混合，得到预烧结材料B，在常压及烧结温度为800℃～1500℃的条件下，将预烧结材料B烧结20min～50min，得到直径为49mm及厚度为3mm的复合靶；

所述的TiN陶瓷粉与TiC陶瓷粉末的质量比为1:1；所述的TiN陶瓷粉的质量与质量百分数为99.99％的乙醇的体积比为1g:5mL；

三、清洗：在超声功率为300W～600W的条件下，将Ti靶、TiN靶和复合靶分别依次置于丙酮中清洗15min～30min、乙醇中清洗15min～30min和去离子水中清洗15min～30min，得到清洗后的Ti靶、清洗后的TiN靶和清洗后的复合靶；在超声功率为300W～600W的条件下，将非晶碳靶或者石墨靶分别依次置于丙酮中清洗15min～30min、乙醇中清洗15min～30min和去离子水中清洗15min～30min，得到清洗后的非晶碳靶或者石墨靶；在超声功率为300W～600W的条件下，将模具钢衬底依次置于丙酮中清洗15min～30min、乙醇中清洗15min～30min和去离子水中清洗15min～30min，得到清洗后的衬底材料；

所述的Ti靶为纯度99.99％的金属Ti；

四、镀膜前准备工作：首先将清洗后的Ti靶和清洗后的TiN靶安装至磁控溅射靶枪上，再将清洗后的衬底材料置于高真空磁控溅射镀膜系统内的加热台上的中心位置，然后启动高真空磁控溅射镀膜系统真空抽气系统，使高真空磁控溅射镀膜系统舱体内真空度达到1.0×10^-4Pa～8.0×10^-4Pa，接着启动加热装置，加热衬底材料温度至25℃～700℃；

五、镀制Ti薄膜：首先向真空舱中通入氩气，控制氩气气体流量为50sccm～150sccm，调节真空舱压强为4.0Pa～5.5Pa，利用射频电源将Ti靶启辉，调节真空舱压强为0.5Pa～1.2Pa，然后在压强为0.5Pa～1.2Pa、功率为20W～50W及温度25℃～700℃的条件下，沉积10min～60min，得到表面镀有Ti薄膜的衬底材料；

六、镀制TiN薄膜：保持氩气气体流量为50sccm～150sccm，调节真空舱压强为4.0Pa～5.5Pa，利用射频电源将TiN靶启辉，调节真空舱压强为0.5Pa～1.2Pa，然后在压强为0.5Pa～1.2Pa、功率为20W～50W及温度25℃～700℃的条件下，沉积60min～150min，得到表面镀有Ti-TiN薄膜的衬底材料；

七、更换靶材：取出安装在磁控溅射靶枪的Ti靶和TiN靶，然后将清洗后的复合靶和清洗后的非晶碳靶或者石墨靶安装至磁控溅射靶枪上，然后启动高真空磁控溅射镀膜系统真空抽气系统，使高真空磁控溅射镀膜系统舱体内真空度达到1.0×10^-4Pa～8.0×10^-4Pa，接着启动加热装置，加热表面镀有Ti-TiN薄膜的衬底材料温度至25℃～700℃；