钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法及钛合金材料与流程

文档序号:11937644阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,采用磁控溅射法先后在钛合金表面依次沉积钛薄膜、碳氮化钛薄膜和类金刚石薄膜,建立起Ti/TiCN/DLC复合膜层,其中,钛薄膜作为金属粘结层,碳氮化钛薄膜作为承载层,类金刚石薄膜作为表面减摩耐磨层。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,钛薄膜沉积环境氛围为高纯氩,钛靶提供钛源。

3.根据权利要求1所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,碳氮化钛薄膜沉积环境氛围为高纯氩和高纯氮,使用钛靶和石墨靶作为钛源和碳源,通过共溅射的方式得到碳氮化钛薄膜。

4.根据权利要求1所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,类金刚石薄膜是在高纯氩氛围下溅射石墨靶得到。

5.根据权利要求1所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

a.将钛合金工件装入工件架上,对溅射腔抽真空;

b.将氩气通入真空腔,保持真空环境的稳定,开启工件架转动,开启离子源,对工件和靶材表面进行阳离子清洗;

c.分别调节钛靶和石墨靶与工件架的距离,准备开始镀膜;

d.气源持续供气,保持氩气氛围稳定,开启钛靶材溅射电源,在工件表面进行钛薄膜沉积;

e.当钛薄膜沉积一定时间后通入氮气,调节溅射压力,并开启石墨靶溅射电源,在钛薄膜之上沉积碳氮化钛薄膜;

f.当碳氮化钛薄膜沉积一定时间后,关闭氮源,停止通入氮气,调整氩气环境压力,并关闭钛靶材溅射电源,只保留石墨靶作为碳源,开始沉积类金刚石薄膜;

g.沉积一定时间后,关闭石墨靶,Ti/TiCN/DLC复合膜层沉积完成,停止工件架转动,关闭气路,封闭工作腔,等待工件架温度降低后取出工件。

6.根据权利要求5所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,所述真空腔的真空压力为溅射镀膜的背底真空压力,低于3.0×10-4Pa。

7.根据权利要求1或2或5所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,钛薄膜沉积过程采用直流磁控溅射方式,通入氩气流量为10~30sccm,使用的溅射压力为0.2~1.0Pa,溅射功率为150~300W,负偏压-150~0V,沉积时间为5~30min。

8.根据权利要求1或3或5所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,采用反应共溅射的方式在钛薄膜上沉积碳氮化钛薄膜,通入氮气流量为10~30sccm,溅射压力维持在0.2~1.5Pa,钛靶参数不变,石墨靶采用射频溅射,功率在30~100W,碳氮化钛薄膜沉积时间5~60min。

9.根据权利要求1或4或5所述的一种钛合金表面超硬减摩耐磨复合膜层的覆层方法,其特征在于,采用射频溅射石墨靶的方式沉积类金刚石薄膜,功率在30~100W,沉积时间5~60min。

10.一种钛合金材料,其特征在于,包括钛合金基体,及在钛合金基体表面依次沉积的钛薄膜、碳氮化钛薄膜和类金刚石薄膜。

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