[发明专利]基于阳极技术的DLC镀膜方法

说明书

本发明公开了一种基于阳极技术的DLC镀膜方法，采用DLC镀膜装置进行镀膜，至少包括：步骤1，在惰性气氛下，以磁控靶为阳极、电弧靶为阴极进行电弧放电，产生等离子体；以基材为阴极、磁控靶为阳极对基材施加偏压，对基材进行等离子刻蚀清洗；步骤2，在惰性气氛下，以旋转磁控靶为阴极、旋转电弧靶为阳极进行磁控溅射；以旋转电弧靶为阳极、工件为阴极施加偏压，在基材上沉积金属过渡层；步骤3，通入碳氢类原料气体，以电弧靶为阳极、工件为阴极施加偏压，采用PaCVD法在金属过渡层上沉积DLC层。本发明可显著提高DLC镀膜工艺的稳定性和DLC镀膜产品的性能。

技术领域

本发明属于真空镀膜技术领域，尤其涉及一种基于阳极技术的DLC镀膜方法。

背景技术

为了降低汽车的耗油量，要求降低搭载在汽车上的滑动部件的滑动阻力。已知有用于此目的的构造，即采用具有低摩擦性和耐磨损性的类金刚石碳膜(DLC，Diamond LikeCarbon)将滑动部件表面包覆起来。DLC是具有sp3杂化的碳原子占很大比率的亚稳定形式的无定形碳。DLC一般具有高硬度且表面平滑，还具有良好的耐磨性、化学稳定性、导热性和机械性能。

目前，可在各种基材上制备DLC涂层，以开发新的部件。已知制备DLC涂层的主要方法有PVD法(Physical Vapor Deposition，物理蒸镀法)和PaCVD法(Plasma assistedChemical Vapor Deposition，等离子辅助化学蒸镀法)两种。其中，PaCVD法因为成膜速度更快，并能适应复杂形状的工件，使PaCVD法成为制备DLC涂层的主流方法。PaCVD工艺中的等离子体可以通过直流脉冲功率源来激发。在直流脉冲等离子体处理装置中，处理室内处于含有碳氢类原料气体环境的负压状态下，通过向基材施加直流脉冲电压，在处理室内生成等离子体，从而碳氢类原料气体被等离子体化，在基材表面沉积形成DLC涂层。

直接在基材表面沉积DLC涂层将会导致DLC涂层内很高的残余压应力，DLC涂层相对于基材的附着力弱，为增强DLC层相对基材的附着力，一种已知的方法是在基材和DLC层之间蒸镀金属过渡层作为应力的缓冲，过镀层工艺控制是DLC镀膜工艺的关键技术之一。

为适应工业发展的更高要求，DLC镀膜工艺的稳定性和DLC镀膜产品的性能需要进一步提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种可显著提高工艺稳定性和产品性能的基于阳极技术的DLC镀膜方法。

本发明提供的一种基于阳极技术的DLC镀膜方法，采用DLC镀膜装置进行镀膜，至少包括：

步骤1，采用等离子刻蚀法对基材进行清洗，具体为：

在惰性气氛下，以磁控靶为阳极、电弧靶为阴极进行电弧放电，产生等离子体；以基材为阴极、磁控靶为阳极对基材施加偏压，对基材进行等离子刻蚀清洗；

步骤2，采用磁控溅射法在基材上沉积金属过渡层，具体为：

在惰性气氛下，以旋转磁控靶为阴极、旋转电弧靶为阳极进行磁控溅射；以旋转电弧靶为阳极、工件为阴极施加偏压，在基材上沉积金属过渡层；

步骤3，采用PaCVD法在金属过渡层上沉积DLC层，具体为：

通入碳氢类原料气体，以电弧靶为阳极、工件为阴极施加偏压，采用PaCVD法在金属过渡层上沉积DLC层。

进一步的，步骤2中，所述在基材上沉积金属过渡层，进一步包括：

在惰性气氛下，在基材上沉积金属层；

通入碳氢类原料气体，在金属层上逐一沉积金属-碳化金属的梯度层、碳化金属层；

金属层、金属-碳化金属的梯度层、碳化金属层构成金属过渡层。