專利名稱：氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍍覆靶材及其制備方法，具體地涉及一種氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材及其制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材，由二種靶材組合，分別為鈦合金靶或鉻合金靶與石墨靶，其特征在于各加入稀土，稀土含量占總重量百分比為0.01-5。
如上所述的稀土為鑭(La)系或釔(Y)。
如上所述的鈦合金靶中加入稀土稱為稀土鈦合金靶材，稀土鈦合金靶材包括鈦、錳或鉻、稀土，各組份重量百分比為鈦85-95錳或鉻4-10稀土 0.01-5。
如上所述的鉻合金靶中加入稀土稱為稀土鉻合金靶材，稀土鉻合金靶材包括鉻、銅或鈦、稀土，各組份重量百分比為鉻85-95銅或鈦4-10稀土 0.01-5。
如上所述的石墨靶中加入稀土稱為稀土石墨靶材，稀土石墨靶材包括石墨、稀土，各組份重量百分比為石墨 95-99.09稀土 0.01-5。
氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材的制備方法1、添加方式以直接摻雜和間接物理化學(xué)沉淀方式添加；2、添加形態(tài)以稀土化合物和稀土中間合金粉方式加入；3、添加量稀土占總重量百分比為0.01-5。
本發(fā)明利用稀土元素的變性、微合金化、純化、吸附和催化活化等特殊的物理化學(xué)性能，極大的提高了氮化碳鍍覆工藝性能的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，鍍覆氮化碳薄膜結(jié)晶性能好。變性、微合金化、純化、吸附和催化活化使氮化鈦(TiN)與工件底及氮化碳(C3N4)之間結(jié)合得更牢，鍍層不易脫落；變性、微合金化、純化、吸附和催化活化使氮化碳晶形和鍍層更完整，更純，消除了雜質(zhì)，穩(wěn)定性更好。加稀土后有效地消除了不完整晶體的氮化碳(C3N4)及三角晶系的氮化碳(C3N4)類石墨及軟質(zhì)石墨組織，超硬性及穩(wěn)定性大幅度上升。采用本發(fā)明后，氮化碳鍍覆膜層中的含氮量統(tǒng)計(jì)均值比未經(jīng)稀土處理后的相應(yīng)值提高10-20％，相應(yīng)的薄膜顯微硬度HV值統(tǒng)計(jì)均值提高5個(gè)單位，達(dá)到64-70Gpa，最高達(dá)76Gpa，工件的相關(guān)強(qiáng)度值提高10％，工件的使用壽命提高20％，鍍覆可靠性達(dá)到95％以上。
如上所述的稀土為鑭(La)系或釔(Y)。
如上所述的鈦合金靶中加入稀土稱為稀土鈦合金靶材，稀土鈦合金靶材包括鈦、錳或鉻、稀土，各組份重量百分比為鈦 85-95錳或鉻 4-10稀土0.01-5。
如上所述的鉻合金靶中加入稀土稱為稀土鉻合金靶材，稀土鉻合金靶材包括鉻、銅或鈦、稀土，各組份重量百分比為鉻 85-95銅或鈦 4-10稀土 0.01-5。
如上所述的石墨靶中加入稀土稱為稀土石墨靶材，稀土石墨靶材包括石墨、稀土，各組份重量百分比為石墨 95-99.09稀土 0.01-5。
氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材的制備方法1、添加方式以直接摻雜和間接物理化學(xué)沉淀方式添加；2、添加形態(tài)以稀土化合物和稀土中間合金粉方式加入；3、添加量稀土占總重量百分比為0.01-5。
應(yīng)用鍍覆工藝采用多弧等離子體鍍覆設(shè)備(武漢大學(xué)已有)，將稀土鈦合金靶材或稀土鉻合金靶材(任選一個(gè))與稀土石墨靶材同時(shí)放在多弧等離子體鍍覆設(shè)備中進(jìn)行對(duì)工件鍍覆，使工件表面鍍覆超硬材料氮化碳薄膜。工件如機(jī)械行業(yè)的齒輪、刀具和紡織器材上的鋼領(lǐng)、鋼圈、錠子及各種有耐磨性、硬度要求的耐磨件、刀具及模具。
權(quán)利要求
1.氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材，由二種靶材組合，分別為鈦合金靶或鉻合金靶與石墨靶，其特征在于各加入稀土，稀土含量占總重量百分比為0.01-5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材，其特征在于稀土為鑭(La)系或釔(Y)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材，其特征在于所述的鈦合金靶中加入稀土稱為稀土鈦合金靶材，稀土鈦合金靶材包括鈦、錳或鉻、稀土，各組份重量百分比為鈦85-95錳或鉻4-10稀土 0.01-5。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材，其特征在于所述的鉻合金靶中加入稀土稱為稀土鉻合金靶材，稀土鉻合金靶材包括鉻、銅或鈦、稀土，各組份重量百分比為鉻85-95銅或鈦4-10稀土 0.01-5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材，其特征在于所述的石墨靶中加入稀土稱為稀土石墨靶材，稀土石墨靶材包括石墨、稀土，各組份重量百分比為石墨 95-99.09稀土 0.01-5。
6.氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材的制備方法1、添加方式以直接摻雜和間接物理化學(xué)沉淀方式添加；2、添加形態(tài)以稀土化合物和稀土中間合金粉方式加入；3、添加量稀土占總重量百分比為0.01-5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材及其制備方法。氮化碳超硬薄膜鍍覆靶材,由二種靶材組合,分別為鈦合金靶或鉻合金靶與石墨靶,其特征在于各加入稀土,稀土含量占總重量百分比為0.01－5。制備方法:1、添加方式:以直接摻雜和間接物理化學(xué)沉淀方式添加,2、添加形態(tài):以稀土化合物和稀土中間合金粉方式加入;3、添加量:稀土重量百分比為0.01－5。本發(fā)明在多弧等離子體鍍覆設(shè)備中使用,對(duì)工件進(jìn)行鍍覆,使工件表面鍍覆超硬材料氮化碳薄膜。工件如:機(jī)械行業(yè)的齒輪、刀具和紡織器材上的鋼領(lǐng)、鋼圈、錠子及各種有耐磨性、硬度要求的耐磨件、刀具及模具,工件鍍覆的超硬氮化碳結(jié)晶性好、穩(wěn)定性好、可重復(fù)性強(qiáng)。
文檔編號(hào)C23C14/06GK1385552SQ0211576
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月26日
發(fā)明者鄒慶化 申請(qǐng)人:鄒慶化