[发明专利]一种类金刚石涂层及金属表面镀制类金刚石涂层的方法

说明书

本发明公开了一种类金刚石涂层及金属表面镀制类金刚石涂层的方法。所述类金刚石涂层，包括在金属工件表面自下而上依次设置金属过渡层、类金刚石层，所述金属过渡层的厚度为80nm‑100nm。本发明依次采用真空磁控溅射镀膜和真空离子镀膜的工艺，在金属工件表面上设置金属过渡层、类金刚石层，能够解决传统镀膜方法针对复杂结构工件镀膜不均匀的问题，得到的镀膜金属工件具有高硬度、优良的抗摩擦性能、化学稳定性等优点，各涂层间结合力强，表面涂层均匀，能有效解决零件产品品质量低下和频繁停机更换工件的问题。

技术领域

本发明属于金属表面镀膜技术领域，具体涉及一种类金刚石涂层及金属表面镀制类金刚石涂层的方法。

背景技术

在汽车、手表等行业的金属零部件要求具有耐磨性、耐腐蚀，为了达到上述要求，必须对金属零件表面进行涂层处理，以使金属零件达到耐磨性、耐腐蚀的效果。通常金属表面通过镀锌和铬等材料来隔绝空气，使得材料表面具有防腐性能，这些所用的材料对于人体有一定程度的伤害，不利于环保。对于特别复杂工件的内外表面，也很难镀均匀，因此金属零部件也很难达到实现耐磨性、耐腐蚀、低摩擦性的性能。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种类金刚石涂层及金属表面镀制类金刚石涂层的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种类金刚石涂层，包括在金属工件表面自下而上依次设置金属过渡层、类金刚石层，所述金属过渡层的厚度为80nm-100nm。

本发明依次在金属工件表面上设置金属过渡层、类金刚石层，得到的镀膜金属工件具有高硬度、优良的抗摩擦性能、化学稳定性等优点，各涂层间结合力强，表面涂层均匀，能有效解决零件产品品质量低下和频繁停机更换工件的问题。而且，本发明所述金属过渡层的厚度为80nm-100nm内，有利于金属过渡层上类金刚石层的沉积，若金属过渡层低于80nm，金属过渡层在金属工件上不致密，影响类金刚石层的附着，进而影响镀膜金属工件的硬度、抗摩擦、抗腐蚀性。

作为本发明的优选实施方式，所述类金刚石层的厚度为800nm-1500nm。

类金刚石层，简称DLC，具有高硬度、低摩擦系数、耐磨损等优点，本发明所述类金刚石层厚度在800nm-1500nm内，与金属过渡层的结合力较强，有助于提升镀膜金属工件硬度、抗摩擦性和稳定性。

作为本发明的优选实施方式，所述金属过渡层的材料为Cr或者Ti。

本发明还要求保护所述金属表面镀制类金刚石涂层的方法，包括如下步骤：

(1)清洁金属工件，得到洁净的金属工件；

(2)将洁净的金属工件放置真空镀膜机中，将真空室抽至2.0*10^-3～3.5*10^-3Pa，开启磁控溅射电源，电流导通到带有Cr靶或Ti靶的磁控溅射阴极，开始进行金属过渡层的沉积，沉积时施加在磁控溅射靶上的直流电源功率为900W-1000W，金属工件上脉冲偏压为120-150V的脉冲偏压，金属过渡层沉积时间为25-30分钟；

(3)步骤(2)金属过渡层沉积结束后，向真空室内通入碳氢类气体，保持真空度在0.05-0.5Pa，开启离子束电源开始类金刚石层的沉积，施加在离子束上的工作电压大于1500V，工作电流为150-250mA；金属工件上施加大于200V的脉冲偏压，沉积时间为60-80min。

本发明采用依次采用真空磁控溅射镀膜和真空离子镀膜的工艺，能够解决传统镀膜方法针对复杂结构工件镀膜不均匀的问题，本发明在金属工件表面镀制金属过渡层和类金刚石层，涂层镀制均匀一致，而且所制备的镀膜金属工件具有高硬度、优良的抗摩擦性能、耐腐蚀的优点。

作为本发明的优选实施方式，所述步骤(1)中，清洁金属工件包括如下步骤：对金属工件进行超声波清洗，清洗液为异丙醇，清洗温度为15-25℃，清洗时间为10-20分钟，清洗后用氮气吹干，得到洁净的金属工件。