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一種多層薄膜的制備及其結(jié)合性能評(píng)價(jià)的方法與流程

文檔序號(hào):12646501閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種多層薄膜的制備方法,其特征在于:所述多層薄膜以H13為基體,在基體上經(jīng)過(guò)非平衡離子濺射鍍膜工藝依序沉積Cr結(jié)合層、CrN過(guò)渡層和CrMoAlN功能層;具體制備步驟如下:

步驟(1)打開(kāi)非平衡濺射離子鍍?cè)O(shè)備,開(kāi)機(jī)預(yù)熱,冷卻通水,先后打開(kāi)機(jī)械泵和分子泵,抽真空至1.0×10-4Pa;

步驟(2) 通入氬氣,調(diào)節(jié)氣瓶閥門和流量計(jì),調(diào)整真空腔內(nèi)氣體,使磁控靶放電起輝;

步驟(3)基體表面等離子清洗:基體偏壓調(diào)整為-450V,用Ar離子轟擊基體表面,除去基體表面雜質(zhì),清洗20min;

步驟(4)基體偏壓調(diào)整為-100V,同時(shí)開(kāi)啟兩個(gè)Cr靶,靶電流設(shè)置為4A,沉積一層純金屬Cr層打底;

步驟(5) 基體偏壓調(diào)整為-75V,通入氮?dú)猓练eCrN過(guò)渡層,通過(guò)OEM系統(tǒng)控制氮?dú)饬髁浚拱胁臑R射的Cr原子數(shù)目逐漸減少,涂層中的N含量逐漸增加;

步驟(6)開(kāi)啟Al靶和Mo靶,Al靶電流逐步增加至6A,Mo靶電流增加至指定數(shù)值,四靶全部處于開(kāi)啟狀態(tài),開(kāi)始沉積CrMoAlN功能層60min,即可獲得Cr-CrN-CrMoAlN多層薄膜;

步驟(7)鍍層完成并冷卻后,鍍膜室放氣,取樣并抽真空;

最終制得Cr-CrN-CrMoAlN多層薄膜,所述Cr結(jié)合層厚度為0.2~0.4μm ;所述CrN過(guò)渡層厚度為1.0~1.2μm;所述CrMoAlN功能層厚度為2.2~2.4μm;所述涂層總厚度為3.4~4μm。

2.一種多層薄膜結(jié)合性能評(píng)價(jià)的方法,其特征在于所述方法按如下步驟進(jìn)行:

步驟A)由H13基體經(jīng)過(guò)非平衡離子濺射鍍膜工藝分別沉積Cr結(jié)合層、CrN過(guò)渡層和CrMoAlN功能層制得Cr-CrN-CrMoAlN多層薄膜;

設(shè)置設(shè)備參數(shù)為:Cr靶電流4A,Al靶電流6A, Mo靶電流設(shè)定在0~6A,偏壓-75V,Cr結(jié)合層沉積360s,CrN過(guò)渡層沉積600s,CrMoAlN功能層沉積3600s;

制得Cr-CrN-CrMoAlN多層薄膜,所述Cr結(jié)合層厚度為0.2~0.4μm ;所述CrN過(guò)渡層厚度為1.0~1.2μm;所述CrMoAlN功能層厚度為2.2~2.4μm;所述涂層總厚度為3.4~4μm;

步驟B)取步驟A)所制備的Cr-CrN-CrMoAlN多層薄膜經(jīng)過(guò)多功能劃痕儀進(jìn)行劃痕實(shí)驗(yàn);其中:最大載荷為30N,加載速率為30mN/s,劃痕長(zhǎng)度為1mm;

步驟C )取步驟A)所制備的Cr-CrN-CrMoAlN多層薄膜經(jīng)過(guò)激光共聚焦掃描顯微鏡獲得薄膜表面劃痕形貌評(píng)估其結(jié)合性能。

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