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一种高温耐磨的AlCrSiN纳米复合涂层的制备方法
编辑:开思新材料(苏州)有限公司官网  上传时间:2021-10-15 浏览:622 次

合成纳米复合材料作为一种具有独特性能的保护涂层,在过去的三十年中一直是一种新型的薄膜材料。迄今为止,基于纳米复合材料的几种硬质涂层已经成功地开发和应用于工程应用领域。


出现的问题:

1.大颗粒污染;相对较高的沉积温度;薄膜内应力大;易引发微弧等。

2.对偏压电源设备要求高,沉积温度不能准确控制,工艺稳定性差等缺点。


解决方法:

1.将基体置于腔室中,升温至300℃~500℃,抽真空至3.0×10-3pa~7.0×10-3pa,通入100sccm~250sccm氩气和50sccm~150sccm氪气,设置工件转架偏压为-650v~-1000v,频率为20khz~240khz,进行脉冲刻蚀10min~20min;然后再次通入100sccm~250sccm氩气和50sccm~150sccm氪气,设置工件转架偏压为-150v~-300v,离子源电流为15a~30a,进行直流刻蚀20min~50min。

2.调节偏压至-80v~-200v,通入200~450sccm的氩气,点燃cr靶,调节气压至1pa~2.5pa,温度设为300℃~450℃,脉冲电弧电源输出电流波形为矩形波或锯齿波,输出的脉冲平均电流70a~110a,频率为5hz~200hz,占空比为1%~70%,在基体表面沉积cr界面植入层,沉积时间为5min~10min。

3.调节偏压至-80~-150v,通入200~600sccm的氮气,点燃cr靶,调节气压至1.0pa~2.5pa,温度300℃~450℃,脉冲电弧电源输出电流波形为矩形波或锯齿波,输出的脉冲平均电流70a~110a,频率为5hz~200hz,占空比为1%~70%,在所述cr界面植入层表面沉积crn过渡层,沉积时间为10min~30min。

4.调节偏压至-50v~-150v,通入250sccm~600sccm的氮气,点燃alcrsi靶,调节气压至1.0pa~2.5pa,温度设为300℃~450℃,脉冲电弧电源输出电流波形为矩形波或锯齿波,输出的脉冲平均电流60a~100a,频率设为5hz~200hz,占空比为1%~70%,在所述crn过渡层表面沉积alcrsin过渡层,沉积时间为1h~4h。


解决方案:

本发明一种高温耐磨的AlCrSiN纳米复合涂层通过采用脉冲电弧离子镀的方法,在基体表面由下至上依次沉积Cr界面植入层、CrN过渡层和AlCrSiN表面功能层。通过实验证明,通过上述技术方案得到的AlCrSiN纳米复合涂层不仅具有优异的高温稳定性和耐磨性能,还具有表面大颗粒少、内应力低、膜基结合强度高等优点,适用于机械零部件、刀模具等产品表面的防护。


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