專利名稱：鍍膜件及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍膜件及其制備方法。
背景技術(shù)：
過渡金屬氮化物、碳化物和碳氮化物具有高硬度、高抗磨損性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異性能。因此，通常將過渡金屬氮化物、碳化物和碳氮化物以薄膜的形式鍍覆在刀具或模具表面，以此來提高刀具和模具的使用壽命。
然而，對于工作條件苛刻的刀具或模具，不僅要求鍍覆在刀具或模具表面的膜層具有高抗磨損性能，還要求膜層具有較佳的耐腐蝕性及耐高溫性能。因此，在刀具或者模具表面僅鍍覆過渡金屬氮化物、碳化物和碳氮化物層，無法滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種有效解決上述問題的鍍膜件。另外，還有必要提供一種上述鍍膜件的制備方法?！N鍍膜件，其包括基材、形成于基材表面的若干鑰層和若干鈦招氮層，該若干鑰層和若干鈦鋁氮層交替排布，其中與所述基材直接相結(jié)合的是鑰層，最外層為鈦鋁氮層。一種鍍膜件的制備方法，其包括如下步驟
提供基材；
在該基材的表面形成鑰層；
在該鑰層的表面形成鈦鋁氮層；
交替重復(fù)上述形成鑰層和鈦鋁氮層的步驟，且使鍍膜件的最外層為鈦鋁氮層。本發(fā)明鍍膜件在基材表面交替濺鍍鑰層和鈦鋁氮層形成鑰/鈦鋁氮納米多層膜，該納米多層膜中的組份呈周期性變化，產(chǎn)生較強的界面效應(yīng)、層間耦合效應(yīng)，因此具有與單層涂層不同的特性；膜層界面的增多抑制了鑰/鈦鋁氮納米多層膜之間位錯的產(chǎn)生，從而使鍍膜件獲得了高強硬度；同時，鑰/鈦鋁氮納米多層膜結(jié)構(gòu)能夠使膜層的晶粒細化，膜層更加致密，從而提高鑰/鈦鋁氮納米多層膜的耐腐蝕性；此外，由于鑰層具有良好的耐高溫性能，使所述鍍膜件具有良好的耐高溫性能，從而有效提高鍍膜件的使用壽命。


圖I為本發(fā)明一較佳實施例的鍍膜件的剖視 圖2為本發(fā)明一較佳實施例真空鍍膜機的俯視示意圖。主要元件符號說明
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1 25請參閱圖1，本發(fā)明一較佳實施方式的鍍膜件10包括基材11、形成于基材11表面的若干鑰層13和若干鈦招氮層15,該若干鑰層13和若干鈦招氮層15交替排布,其中與所 述基材11直接相結(jié)合的是鑰層13，最外層為鈦鋁氮層15。所述若干鑰層13加上若干鈦鋁氮層15的總厚度可為I. 2 2. 4 μ m。本實施例中，所述若干鑰層13和若干鈦鋁氮層15的層數(shù)可分別為40 60層。該基材11的材質(zhì)可為金屬、玻璃或陶瓷。該鑰層13可以磁控濺射的方式形成，所述每一鑰層13的厚度為15 20nm。該鈦鋁氮層15可以磁控濺射的方式形成，所述每一鈦鋁氮層15的厚度為15 20nm。該鈦鋁氮層15中鈦的原子百分含量為75 82%，鋁的原子百分含量為15 17%，氮的原子百分含量為I 10%。本明一較佳實施方式的鍍膜件10的制備方法，其包括如下步驟
請參閱圖2，提供一真空鍍膜機20，該真空鍍膜機20包括一鍍膜室21及連接于鍍膜室21的一真空泵30，真空泵30用以對鍍膜室21抽真空。該鍍膜室21內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)架(未圖示)、相對設(shè)置的二鑰靶23和相對設(shè)置的二鈦鋁合金靶24。轉(zhuǎn)架帶動基材11沿圓形的軌跡25公轉(zhuǎn)，且基材11在沿軌跡25公轉(zhuǎn)時亦自轉(zhuǎn)。該鈦鋁合金靶24中鈦的原子百分含量為75 82%，剩余的為鋁。提供基材11，該基材11的材質(zhì)可為金屬、玻璃或陶瓷。對該基材11進行表面預(yù)處理。該表面預(yù)處理可包括常規(guī)的對基材11進行無水乙醇超聲波清洗及烘干等步驟。采用磁控濺射法在經(jīng)清洗后的基材11的表面濺鍍鑰層13。濺鍍該鑰層13在所述真空鍍膜機20中進行。將基材11放入鍍膜室21內(nèi)，將該鍍膜室21抽真空至8X 10_3Pa，并加熱所述鍍膜室21至溫度為60 200°C。濺鍍時，開啟鑰靶23的電源，設(shè)置鑰靶23的電源功率為10 15kw，通入工作氣體氬氣，氬氣流量為400 800sccm，對基材11施加-150 -500V的偏壓。濺鍍鑰層13的時間為O. 5 lmin。保持氬氣流量、基材11的偏壓、鍍膜室21的溫度等參數(shù)不變，繼續(xù)采用磁控濺射法在所述鑰層13的表面濺鍍鈦鋁氮層15。關(guān)閉鑰靶23的電源，開啟鈦鋁合金靶24，設(shè)置鈦鋁合金靶24的電源功率為8 12kw ;并通入反應(yīng)氣體氮氣，氮氣流量為100 200sccm。濺鍍鈦鋁氮層15的時間為O. 5 lmin。重復(fù)上述步驟，以交替濺鍍鑰層13和鈦鋁氮層15。 下面通過實施例來對本發(fā)明進行具體說明。實施例I
本實施例所使用的真空鍍膜機20為中頻磁控濺射鍍膜機。本實施例所使用的基材11的材質(zhì)為模具鋼。
濺鍍鑰層13 :鑰靶23的功率為10kw，氬氣流量為400sCCm，基材11的偏壓為-200V，鍍膜室21的溫度溫度為82°C，鍍膜時間為O. 5min ;該鑰層13的厚度為15nm ；
濺鍍鈦鋁氮層15 :鈦鋁合金靶24的功率為10kw，氬氣流量、偏壓、鍍膜室21的溫度等工藝參數(shù)與濺鍍鑰層13的相同，鍍膜時間為O. 5min ;該鈦鋁氮層15的厚度為15nm。重復(fù)上述交替濺鍍鑰層13和鈦鋁氮層15的步驟，交替濺鍍鑰層13和鈦鋁氮層15的次數(shù)總共為55次。實施例2
本實施例所使用的真空鍍膜機20為中頻磁控濺射鍍膜機。本實施例所使用的基材11的材質(zhì)為模具鋼。
濺鍍鑰層13 :鑰靶23的功率為10kw，氬氣流量為500sccm，基材11的偏壓為-200V，鍍膜室21的溫度溫度為82°C，鍍膜時間為Imin ;該鑰層13的厚度為20nm ；
濺鍍鈦鋁氮層15 :鈦鋁合金靶24的功率為10kw，氬氣流量、偏壓、鍍膜室21的溫度等工藝參數(shù)與濺鍍鑰層13的相同，鍍膜時間為Imin ;該鈦鋁氮層15的厚度為20nm。重復(fù)上述交替濺鍍鑰層13和鈦鋁氮層15的步驟，交替濺鍍鑰層13和鈦鋁氮層15的次數(shù)總共為55次。本發(fā)明鍍膜件10在基材11表面交替濺鍍鑰層13和鈦鋁氮層15形成鑰/鈦鋁氮納米多層膜，該納米多層膜中的組份呈周期性變化，產(chǎn)生較強的界面效應(yīng)、層間耦合效應(yīng)，因此具有與單層涂層不同的特性；膜層界面的增多抑制了鑰/鈦鋁氮納米多層膜之間位錯的產(chǎn)生，從而使鍍膜件10獲得了高強硬度；同時，鑰/鈦鋁氮納米多層膜結(jié)構(gòu)能夠使膜層的晶粒細化，膜層更加致密，從而提高鑰/鈦鋁氮納米多層膜的耐腐蝕性；此外，由于鑰層13具有良好的耐高溫性能，使所述鍍膜件10具有良好的耐高溫性能，從而有效提高鍍膜件10的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種鍍膜件，其包括基材，其特征在于該鍍膜件還包括形成于基材表面的若干鑰層和若干鈦招氮層，該若干鑰層和若干鈦招氮層交替排布，其中與所述基材直接相結(jié)合的是鑰層，最外層為鈦鋁氮層。
2.如權(quán)利要求I所述的鍍膜件，其特征在于所述若干鑰層和若干鈦鋁氮層的總厚度為 I. 2 2. 4 μ m。
3.如權(quán)利要求I所述的鍍膜件，其特征在于所述若干鑰層和若干鈦鋁氮層的層數(shù)分別為40 60層。
4.如權(quán)利要求I所述的鍍膜件，其特征在于該基材的材質(zhì)為金屬、玻璃或陶瓷。
5.如權(quán)利要求I所述的鍍膜件，其特征在于所述每一鑰層的厚度為15 20nm。
6.如權(quán)利要求I所述的鍍膜件，其特征在于所述每一鈦鋁氮層的厚度為15 20nm。
7.如權(quán)利要求I所述的鍍膜件，其特征在于所述每一鈦鋁氮層中鈦的原子百分含量為75 82%，鋁的原子百分含量為15 17%，氮的原子百分含量為I 10%。
8.一種鍍膜件的制備方法，其包括如下步驟 提供基材； 在該基材的表面形成鑰層； 在該鑰層的表面形成鈦鋁氮層； 交替重復(fù)上述形成鑰層和鈦鋁氮層的步驟，且使鍍膜件的最外層為鈦鋁氮層。
9.如權(quán)利要求8所述的鍍膜件的制備方法，其特征在于形成所述鑰層的方法為采用磁控濺射法，使用鑰靶，設(shè)置鑰靶的電源功率為10 15kw，以氬氣為工作氣體，氬氣流量為400 800sccm，對基材施加偏壓為-150 -500V，鍍膜溫度為60 200°C，鍍膜時間為.O.5 lmin。
10.如權(quán)利要求8所述的鍍膜件的制備方法，其特征在于形成所述鈦鋁氮層的方法為采用磁控濺射法，使用鈦鋁合金靶，該鈦鋁合金靶中鈦的原子百分含量為75 82%，剩余的為鋁，設(shè)置所述鈦鋁合金靶的電源功率為8 12kw，以氮氣為工作氣體，氮氣流量為100 200sccm，以氬氣為工作氣體，氬氣流量為400 800sccm，對基材施加偏壓為-150 -500V，鍍膜溫度為60 200°C，鍍膜時間為O. 5 lmin。
全文摘要
一種鍍膜件，其包括基材、形成于基材表面的若干鉬層和若干鈦鋁氮層，該若干鉬層和若干鈦鋁氮層交替排布，其中與所述基材直接相結(jié)合的是鉬層，最外層為鈦鋁氮層。所鍍多層涂層具有高硬度，良好的耐腐蝕性及耐高溫性能，從而有效提高鍍膜件的使用壽命。此外，本發(fā)明還提供一種所述鍍膜件的制備方法。
文檔編號B32B15/00GK102896824SQ201110211
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者陳文榮, 蔣煥梧, 陳正士, 李聰 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司