[发明专利]一种高附着力氮氧钛铝/钛铝复合膜的制备方法

摘要

一种高附着力氮氧钛铝/钛铝复合膜的制备方法，其制备方法包括：1、沉积技术及靶材成分的确定；2、基体工件的选择与前处理；3、基体工件悬挂方位的确定；4、真空加热处理；5、预轰击工艺的确定；6、沉积工艺的确定。本发明提高了膜层与基体之间的附着力，同时提高了膜层硬度，并具有良好的稳定性和可重复性。

主权项

一种高附着力氮氧钛铝/钛铝复合膜的制备方法，其特征是：其制备方法依次包括：（1）、沉积技术及靶材成分的确定：确定多弧离子镀作为氮氧钛铝/钛铝复合膜的制备技术，选用一个纯度为99.9%的商用钛铝合金靶进行沉积，钛铝合金靶的原子比为Ti:Al=50:50；（2）、基体工件的选择与前处理：选择商用高速钢2~3毫米厚的板材作为基体工件材料，在放入镀膜室进行镀膜前，使用金属洗涤剂对基体工件进行常规去油、去污处理并进行表面抛光处理，最后分别用丙酮和乙醇进行超声波清洗，电吹风吹干以备用；（3）、基体工件悬挂方位的确定：清洗好的2~3毫米厚的板材基体工件在距离钛铝合金靶表面正前方约23~25厘米处悬挂放置，基体工件悬挂在以钛铝合金靶中心轴线上23~25厘米处为圆心、半径为15厘米的平行于钛铝合金靶表面的圆形区域内，基体工件表面近似平行于钛铝合金靶表面，两个表面的夹角小于15度；（4）、真空加热处理：基体工件加热方式采用电热体烘烤加热，在镀膜室背底真空达到3.5×10^‑2帕时开始工件加热，升温速度保持在3~5°C/分钟，50分钟后可以达到180°C；（5）、预轰击工艺的确定：指为获得多弧离子镀氮氧钛铝/钛铝复合膜而在沉积之前进行的离子轰击工艺，当镀膜室背底真空度达到8.0×10^‑3帕、温度达到180°C时充入氩气，使镀膜室真空度达到2.0×10^‑1 帕，开启弧源，保持弧电流在52~53安培，进行离子轰击，轰击偏压保持300伏进行轰击5分钟，轰击偏压保持350伏进行轰击5分钟；（6）、沉积工艺的确定：指为获得多弧离子镀氮氧钛铝/钛铝复合膜而采用的沉积工艺，镀膜过程分为两个阶段；第一步，将镀膜室内的氩气压强保持在2.0×10^‑1 帕，钛铝合金靶的弧电流置于52安培，工件偏压为150~160伏，沉积时间5分钟；第二步，关闭氩气入口，使氩气流量为0，氩气分压为0，向镀膜室内通入氧气，使其分压强达到（0.4~0.5）×10^‑1 帕；再向镀膜室内通入氮气，调整氮气流量，使混合气体总压强保持在2.0×10^‑1 帕，钛铝合金靶的弧电流置于55安培，工件偏压为150~160伏，沉积时间25分钟；按照本发明所提出的采用以氮气、氧气为反应气体，以钛铝合金靶为电弧蒸发源，制备多弧离子镀氮氧钛铝/钛铝复合膜的方法，可以获得上述的高附着力氮氧钛铝/钛铝复合膜。