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(guò)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(guò)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(lái)提高刀具和模具的使用壽命。但是此類鍍膜件的制備過(guò)程中，由于硬質(zhì)膜層與基體間的熱膨脹系數(shù)相差較大， 且不同組分的膜層的成份和結(jié)構(gòu)有明顯的變化，膜層間存在不可避免的熱應(yīng)力，晶格匹配帶來(lái)的內(nèi)應(yīng)力，這些應(yīng)力在薄膜制備完成后往往不能消除，因而膜層與基體結(jié)合力較差，薄膜在使用過(guò)程中容易發(fā)生剝離，從而影響了此類鍍膜件的使用壽命及其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種有效解決上述問(wèn)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。一種鍍膜件，包括基材、形成于基材表面的過(guò)渡層及形成于過(guò)渡層表面的硬質(zhì)層， 該基材為含有Ni和Cr的不銹鋼，該過(guò)渡層為Ni-Cr合金層，該硬質(zhì)層中含有CrCd4C以及
金屬Ni。—種鍍膜件的制備方法，其包括如下步驟提供基材；在基材表面形成過(guò)渡層，該過(guò)渡層為Ni-Cr合金層；在過(guò)渡層的表面形成硬質(zhì)層，該硬質(zhì)層中含有CrC、B4C以及金屬Ni。本發(fā)明鍍膜件在不銹鋼基材的表面沉積Ni-Cr合金層作為過(guò)渡層，再在過(guò)渡層的表面沉積含有CrC、B4C以及M的硬質(zhì)層，膜系逐層過(guò)渡較好，膜層內(nèi)部沒(méi)有明顯的應(yīng)力產(chǎn)生，這樣在施加外力的情況下，所鍍的膜層不會(huì)因?yàn)閮?nèi)部的應(yīng)力缺陷導(dǎo)致失效，有效地提高了鍍膜件的使用壽命，且使鍍膜件具有較高的硬度。


圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例鍍膜件的剖視圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明鍍膜件 10基材11過(guò)渡層 13硬質(zhì)層 1具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一較佳實(shí)施方式鍍膜件10包括基材11、形成于基材11表面的過(guò)渡層13及形成于過(guò)渡層13表面的硬質(zhì)層15。該基材11的材質(zhì)為含有Ni和Cr的不銹鋼。該過(guò)渡層13可以磁控濺射的方式形成。該過(guò)渡層13為Ni-Cr合金層。該過(guò)渡層 13的厚度可為300 500nm。該硬質(zhì)層15可以磁控濺射的方式形成。該硬質(zhì)層15中含有CrC、B4C以及金屬Ni。 該硬質(zhì)層15的厚度可為600 800nm。本發(fā)明一較佳實(shí)施方式的鍍膜件10的制備方法，其包括以下步驟(a)提供一基材11，該基材11的材質(zhì)為含有Ni和Cr的不銹鋼。(b)將基材11放入無(wú)水乙醇中進(jìn)行超聲波清洗，以去除基材11表面的污漬，清洗時(shí)間可為5 IOmin。(c)對(duì)經(jīng)上述處理后的基材11的表面進(jìn)行氬氣等離子體清洗，以進(jìn)一步去除基材 11表面的油污，以及改善基材11表面與后續(xù)鍍層的結(jié)合力。該等離子體清洗的具體操作及工藝參數(shù)可為將基材11放入一磁控濺射鍍膜機(jī)(圖未示)的鍍膜室內(nèi)，將該鍍膜室抽真空至3. OX 10_5Pa，然后向鍍膜室內(nèi)通入流量為500SCCm(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)毫升/分鐘)的氬氣 (純度為99. 999%),并施加-200 -500V的偏壓于基材11，對(duì)基材11表面進(jìn)行氬氣等離子體清洗，清洗時(shí)間為3 lOmin。(d)采用磁控濺射法在經(jīng)氬氣等離子體清洗后的基材11上濺鍍一過(guò)渡層13，該過(guò)渡層13為Ni-Cr合金層。濺鍍?cè)撨^(guò)渡層13在所述磁控濺射鍍膜機(jī)中進(jìn)行。使用Ni-Cr合金靶，其中所述Ni-Cr合金靶中Ni的質(zhì)量百分含量為20 50%，以氬氣為工作氣體，氬氣流量可為300 500SCCm。濺鍍時(shí)對(duì)基材11施加-100 -300V的偏壓，并加熱所述鍍膜室使基材11的溫度為100 200°C，鍍膜時(shí)間可為25 40min。該過(guò)渡層13的厚度可為 300 500nm。(e)繼續(xù)采用磁控濺射法在所述過(guò)渡層13的表面濺鍍一硬質(zhì)層15。該硬質(zhì)層15 中含有金屬Ni、CrC以及B4C。濺鍍?cè)撚操|(zhì)層15使用上述步驟中使用的Ni-Cr合金靶以及一硼靶，以乙炔為反應(yīng)氣體，乙炔流量可為100 300sCCm，以氬氣為工作氣體，氬氣流量可為300 500sccm。濺鍍時(shí)對(duì)基材11施加-100 -300V的偏壓，基材11的溫度為100 200°C，鍍膜時(shí)間可為50 80min。該硬質(zhì)層15的厚度可為600 800nm。由于Ni與C較難形成Ni C相，因此硬質(zhì)層15中Ni主要以金屬Ni的形式存在。本發(fā)明較佳實(shí)施方式鍍膜件10在基材11的表面沉積Ni-Cr合金層作為過(guò)渡層 13，再在過(guò)渡層13的表面沉積含有CrC、B4C以及Ni的硬質(zhì)層15，膜系逐層過(guò)渡較好，膜層內(nèi)部沒(méi)有明顯的應(yīng)力產(chǎn)生，這樣在施加外力的情況下，所鍍的膜層不會(huì)因?yàn)閮?nèi)部的應(yīng)力缺陷導(dǎo)致失效，有效地提高了鍍膜件10的使用壽命，且使鍍膜件10具有較高的硬度。
權(quán)利要求
1.一種鍍膜件，包括基材、形成于基材表面的過(guò)渡層及形成于過(guò)渡層表面的硬質(zhì)層， 該基材為含有M和Cr的不銹鋼，其特征在于該過(guò)渡層為Ni-Cr合金層，該硬質(zhì)層中含有 CrC, B4C以及金屬Ni。
2.如權(quán)利要求1所述的鍍膜件，其特征在于所述過(guò)渡層以磁控濺射的方式形成，該過(guò)渡層的厚度為300 500nm。
3.如權(quán)利要求1所述的鍍膜件，其特征在于所述硬質(zhì)層以磁控濺射的方式形成，該硬質(zhì)層的厚度為600 800nm。
4.一種鍍膜件的制備方法，其包括如下步驟提供基材；在基材表面形成過(guò)渡層，該過(guò)渡層為Ni-Cr合金層；在過(guò)渡層的表面形成硬質(zhì)層，該硬質(zhì)層中含有CrC、B4C以及金屬Ni。
5.如權(quán)利要求4所述的鍍膜件的制備方法，其特征在于所述形成過(guò)渡層的步驟采用如下方式實(shí)現(xiàn)采用磁控濺射法，使用Ni-Cr合金靶，該合金靶中Ni的質(zhì)量百分含量為 20 50%，以氬氣為工作氣體，氬氣流量為300 500sccm，基材偏壓為-100 -300V，加熱使基材的溫度為100 200°C，鍍膜時(shí)間為25 40min。
6.如權(quán)利要求4所述的鍍膜件的制備方法，其特征在于所述形成硬質(zhì)層的步驟采用如下方式實(shí)現(xiàn)采用磁控濺射法，使用Ni-Cr合金靶和硼靶，該Ni-Cr合金靶中Ni的質(zhì)量百分含量為20 50%，以乙炔為反應(yīng)氣體，乙炔流量為40 lOOsccm，以氬氣為工作氣體，氬氣流量為400 500SCCm，基材偏壓為-100 -300V，基材的溫度為100 200°C，鍍膜時(shí)間為 50 80mino
7.如權(quán)利要求4所述的鍍膜件的制備方法，其特征在于所述基材為含有M和Cr的不銹鋼。
8.如權(quán)利要求4所述的鍍膜件的制備方法，其特征在于所述過(guò)渡層的厚度為300 500nmo
9.如權(quán)利要求4所述的鍍膜件的制備方法，其特征在于所述硬質(zhì)層的厚度為600 800nmo
全文摘要
本發(fā)明提供一種鍍膜件，包括基材、形成于基材表面的過(guò)渡層及形成于過(guò)渡層表面的硬質(zhì)層，該基材為含有Ni和Cr的不銹鋼，其特征在于該過(guò)渡層為Ni-Cr合金層，該硬質(zhì)層中含有CrC、B4C以及金屬Ni。本發(fā)明鍍膜件在不銹鋼基材的表面沉積過(guò)渡層，再在過(guò)渡層的表面沉積硬質(zhì)層，膜系逐層過(guò)渡較好，膜層內(nèi)部沒(méi)有明顯的應(yīng)力產(chǎn)生，這樣在施加外力的情況下，所鍍的膜層不會(huì)因?yàn)閮?nèi)部的應(yīng)力缺陷導(dǎo)致失效，有效地提高了鍍膜件的使用壽命，且使鍍膜件具有較高的硬度。此外，本發(fā)明還提供一種上述鍍膜件的制備方法。
文檔編號(hào)C23C14/06GK102465258SQ201010549608
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者張新倍, 李聰, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請(qǐng)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