[发明专利]一种在超级马氏体不锈钢表面制备DLC薄膜的方法

权利要求书

1.一种在超级马氏体不锈钢表面制备DLC薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选用13Cr超级马氏体不锈钢作为基体进行镀膜，13Cr超级马氏体不锈钢的化学成分按重量百分比计：

C：0.01％～0.03％、Si：0.15％～0.5％、Mn：0.2％～2％、Cr：12％～13％、Mo：0.5％～3.5％、Ni：5.0％～8.0％、S≤0.035％、P≤0.015％、Cu≥0.047％、其余为Fe及不可避免杂质；

2)在真空腔体内设置金属网笼，带有防爆口的空心玻璃砖放设在真空腔体内，在绝缘玻璃砖上放置金属网笼，所述的金属网笼前后左右四面开口，使电子逃逸形成回路；

3)将基体打磨后超声清洗，再放置于真空腔体的金属网笼内部进行高压清洗，基体的待镀膜面向上；

4)在镀膜前制备Si/Si-C过渡层，提高膜基结合力；

5)使用等离子体增强化学气相沉积技术制备DLC薄膜。

2.根据权利要求1所述的一种在超级马氏体不锈钢表面制备DLC薄膜的方法，其特征在于，步骤(3)中所述的超声清洗的方法为：将试样浸入无水乙醇中进行超声清洗，加热温度为40～50℃，超声波频率为50Hz，清洗时间为20～30min；清洗后使用空压机将其表面吹干。

3.根据权利要求1所述的一种在超级马氏体不锈钢表面制备DLC薄膜的方法，其特征在于，步骤3)中所述的高压清洗的方法，包括以下步骤：

1)将基体放置在导电的试样架上，置于金属网笼内；镀膜面朝上，与金网笼相对，并接电源负偏压，使基体与金属网笼同电位；

2)抽真空，待真空腔体内真空度下降至10^-3～10^-4Pa后，通入50～100sccm的氩气；控制腔体内真空度在2～4Pa，温度在110～150℃，除气20～30min；

3)脉冲偏压为3000～3500V，频率为1000～1200Hz，脉宽为15～20μs；对基体进行高压清洗，清洗1～2h；清洗完成后将温度降低到100～110℃。

4.根据权利要求1所述的一种在超级马氏体不锈钢表面制备DLC薄膜的方法，其特征在于，步骤4)中Si/Si-C过渡层是先在基体表面制备Si过渡层，再在其上制备Si-C过渡层；

Si过渡层的制备方法为：选取四甲基硅烷为工作气体，设置气体流量为40～50sccm，控制腔体内真空度在1～2Pa，温度在110～150℃，沉积时间为30～40min；

Si-C过渡层的制备方法为：选取四甲基硅烷和乙炔为工作气体，设置四甲基硅烷气体流量为10～20sccm，设置乙炔气体流量为10～20sccm，控制腔体内真空度在0.8～1Pa，温度在110～150℃，沉积时间为10～20min。

5.根据权利要求1所述的一种在超级马氏体不锈钢表面制备DLC薄膜的方法，其特征在于，步骤5)中，DLC薄膜的基体制备步骤如下：关闭除氩气和乙炔外的工作气体，打开氩气和乙炔，氩气流量为50～60sccm，乙炔流量为20～30sccm；将脉冲偏压降低到1600～2200V，温度控制在100～110℃，真空度控制在1.5～2Pa；镀膜时间为2～3h；镀膜结束后，持续通氩气至温度降到50～80℃，关闭氩气，放置3～4h后放气。

6.根据权利要求1所述的一种在超级马氏体不锈钢表面制备DLC薄膜的方法，其特征在于，步骤(1)中，基体的弹性模量需达到230～250GPa。