[发明专利]一种提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法

摘要

本发明公开了一种提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法，包括下列步骤：将预处理好的硬质合金试样放入双辉等离子渗金属炉样品台上，悬挂好自制靶材并放置好辅助阴极；抽真空后通入氩气，对阴极与源极施加高电压并维持一定压差，反溅射清洗后对样品进行渗钽处理；随后将渗钽样品取出装入磁控溅射设备的基片台上，安装好钛铝复合靶并调节好靶材与试样之间的距离，进行离子束溅射清洗，然后将基片台正对直流脉冲磁控溅射靶，通入氩气与氮气并调节至一定比例后，开启偏压电源和直流脉冲电源制备钛铝氮涂层。该方法制备的钛铝氮钽复合涂层具有较高的断裂韧性与结合强度。

主权项

1.一种提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）硬质合金试样预处理：将硬质合金试样进行机械研磨、抛光，然后依次浸入丙酮、酒精和蒸馏水中分别进行超声波清洗各5~20 min，冷风吹干备用；（2）将预处理好的硬质合金试样放入双辉等离子渗金属真空室样品台上，采用自制靶材，将纯度为99.9%，直径2~4mm、长20mm的钽丝嵌入到50×50×3 mm3方形不锈钢板内，悬挂靶材并调节靶材与硬质合金片样品之间的距离，放置好辅助阴极，关闭真空室；（3）采用机械泵对真空室抽真空至2 Pa以下，然后通入氩气并调节氩气流量至工作气压为25~35 Pa，同时对源极与阴极施加电压并维持在200~300 V的压差，阴极电压高于源极电压，维持样品温度600~1000℃；反溅射清洗10~30 min；随后将源极与阴极电压反转，维持同样压差和样品温度，渗钽3~10 min，渗层制备完毕在流动氩气氛围内冷却2~3 h；（4）取出渗钽样品装入磁控溅射设备的真空室基片台上，将粉末冶金制成的纯度为99.9%的圆柱形钛铝合金靶安装在直流脉冲磁控靶上，调节靶材与样品之间的距离，然后旋转样品台使基片台正对考夫曼离子源，关闭真空室；（5）采用机械泵与分子泵对真空室抽真空至2.0×10‑3~5.0×10‑3 Pa，通入氩气，工作气压稳定在8×10‑2~3×10‑1 Pa时，开启考夫曼离子源电源对样品表面进行溅射清洗；（6）清洗完毕后关闭离子源电源，通入氩气与氮气并调节氮气分压比，然后对样品施加负偏压，开启直流脉冲电源，调节功率制备钛铝氮涂层，沉积时间为60~100 min；（7）涂层制备完成后关闭直流脉冲电源与偏压电源，将流量调零并关闭流量计，关闭分子泵，向腔室内充气至真空室打开，取出样品。