一种镀膜材料及其制备方法

文档序号:2433899阅读:380来源:国知局

专利名称::一种镀膜材料及其制备方法
技术领域
:本发明是关于一种镀膜材料及其制备方法。
背景技术
:目前,镀膜材料在航空、航天、化工、造船、通信等工业部门日益获得广泛的应用,一般,镀膜材料包括基材和镀覆在基材表面的薄膜,常见的薄膜为过渡金属的碳化物或氮化物薄膜,这些过渡金属的碳化物或氮化物化学性能稳定,耐化学腐蚀性好,具有较高的熔点和硬度,利用磁控溅射方法制备硬膜时可以实现在较低的压力下高速沉积,但是制备的硬膜存在与基材的结合力较差的缺陷。例如,CN1740394A中公开了一种硬质耐磨保护薄膜制品,包括基体和在基体表面气相沉积的薄膜,其特征在于,所述薄膜为至少两层的多层结构的Ti基薄膜或Cr基薄膜,Ti基薄膜结构为沿基体表面垂直方向自里向外依次为Ti层、TiN层、Ti层、TiN层依次交错,最外层为TiN层;Cr基薄膜结构为沿基体表面垂直方向自里向外依次为Cr层、CrN层、Cr层、CrN层依次交错,最外层为CrN层。虽然该薄膜的硬度较高,但是仍然不够高,而且该薄膜与基材之间的结合力较差。
发明内容本发明的目的是为了克服现有的镀膜材料的薄膜的硬度不够高且薄膜与基材的结合力较差的缺陷,提供一种薄膜的硬度更高且薄膜与基材之间的结合力较好的镀膜材料及其制备方法。本发明提供了一种镀膜材料,该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄膜,其中,所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层,所述底层与基材直接接触,所述底层含有不锈钢,所述中间层含有不锈钢和铬,所述第一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以及铬的碳化物和/或氮化物。本发明提供的镀膜材料的制备方法包括在溅射条件下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到基材上以在基材上形成薄膜,其中,所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层,形成底层的靶材物质含有不锈钢,形成中间层的磁控靶包括不锈钢靶和铬靶;形成第一面层的磁控耙包括不锈钢耙和铬耙;形成所述底层和形成中间层时均在氩气气氛下进行,形成所述第一面层时在氩气和氮气和/或气态烃气氛下进行。从表1所示的测试结果可以看出,实施例3得到的镀膜材料A3的薄膜的硬度为639,膜结合力分数为88,对比例1得到的镀膜材料AC1的薄膜的硬度为415,膜结合力分数为76;由此说明了,与对比例l得到的镀膜材料AC1薄膜相比,实施例1得到的镀膜材料Al的薄膜的硬度更高,且薄膜与基材之间的结合力也好得多。具体实施例方式本发明提供了一种镀膜材料,该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄膜,其中,所述薄膜依次排列的包括底层、中间层和第一面层,所述底层与基材直接接触,所述底层含有不锈钢,所述中间层含有不锈钢和络,所述第一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以及铬的碳化物和/或氮化物。其中,所述第一面层为不锈钢的碳化物以及铬的碳化物时,第一面层的颜色为灰黑色;所述第一面层为不锈钢的氮化物以及络的氮化物时,第一面层的颜色为银白色。所述底层、中间层和第一面层的厚度分别为0.2-0.6微米、0.2-0.6微米禾口0.8-1.8《敖米。其中,在所述中间层中,不锈钢与铬的重量比可以为1:0.5-6;分别以不锈钢和铬计,在所述第一面层中,不锈钢的碳化物和/或氮化物与铬的碳化物和/或氮化物的重量比可以为1:0.5-6。根据本发明,为了便于将镀膜材料的颜色调节到所需的颜色,优选情况下,所述薄膜还可以包括位于最外层的第二面层,所述第二面层含有铬或铬的碳化物和/或氮化物。其中,所述第二面层为铬时,第二面层的颜色为铬的颜色,即银白色;所述第二面层为铬的碳化物时,第二面层的颜色为灰黑色;所述第二面层为铬的氮化物时,第二面层的颜色为比铬的颜色稍暗的银白色。另外,根据本发明,所述第一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以及铬的碳化物和/或氮化物,所述第二面层含有铬或铬的碳化物和/或氮化物;但是优选情况下,所述第一面层含有不锈钢的氮化物和铬的氮化物时,所述第二面层含有铬的氮化物;或者所述第一面层含有不锈钢的碳化物和铬的碳化物时,所述第二面层含有铬的碳化物。通过该优选实施方式,可以进一步提高薄膜与基材之间的结合力。所述第二面层的厚度可以为0.2-0.6微米。所述基材可以为镁合金、钛合金、锌合金、铝合金或不锈钢,本发明的发明人发现,薄膜的底层与基材的成分越接近,则薄膜与基材之间的结合力越好,而发明提供的镀膜材料的薄膜的底层含有不锈钢,因此优选所述基材为不锈钢。本发明还提供了一种镀膜材料的制备方法,该方法包括在溅射条件下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到基材上以在基材上形成薄膜,其中,所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层,形成底层的靶材物质含有不锈钢,形成中间层的磁控耙包括不锈钢耙和铬耙;形成第一面层的磁控靶包括不锈钢靶和铬靶;形成所述底层和形成中间层时均在氩气气氛下进行,形成所述第一面层时在氩气和氮气和/或气态烃气氛下进行。根据本发明,为了便于将镀膜材料的颜色调节到所需的颜色,优选情况下,该方法还包括在溅射条件下,在氩气、或者氩气和氮气和/或气态烃气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到第一面层上以形成第二面层,形成所述第二面层的靶材物质含有铬。所述镀膜材料是使用磁控溅射镀设备制备的,所述磁控溅射设备包括真空室、加热装置、工件架和磁控靶,所述基材放置在工件架上。所述靶材含有靶材物质,可以为单元素耙(即一个耙材中只含有一种耙材物质)或多元素靶(即一个靶材中含有多种靶材物质),优选为单元素耙,靶材物质的纯度优选为99.8%以上。可以根据膜层的组成来选择耙材的种类。例如,当在基材上镀不锈钢时,磁控靶选用不锈钢耙,耙材物质为不锈钢;当在基材上同时镀不锈钢和铬时,磁控耙选用不锈钢耙和铬耙,耙材物质分别为不锈钢和铬。所述磁控靶优选为对靶结构,可以根据需要使用一对或几对磁控靶;每对磁控靶由一个电源供电,两个磁控耙各自与电源的一极相连,并与整个真空室相绝缘。对靶的两个磁控靶之间的距离可以为10-25厘米,优选为14-22厘米。工架件可以围绕真空室的中心轴顺时针或逆时针转动,其转速可以为0.5-10转/分钟,优选为2-4转/分钟。所述电源可以为现有的各种用于磁控溅射离子镀的电源,优选为中频电源,中频电源的频率一般为10-150千赫,优选为10-100千赫。在溅射的过程中,所述电源的功率可以为3-12千瓦,优选为5-10千瓦。所述溅射条件可以为常规的溅射条件,例如溅射条件包括绝对压力为0.1-1.0帕,优选为0.3-0.8帕;温度为50-20(TC,优选为100-150°C。所述溅射时间和电源的功率使所述底层、中间层、第一面层和第二面层的厚度分别为0.2-0.6微米、0.2-0.6微米、0.8-1.8微米和0.2-0.6微米。形成底层时的溅射时间为5-15分钟;形成中间层时的溅射时间为5-15分钟;形成第一面层时的溅射时间为25-45分钟;形成第二面层时的溅射时间为5-15分钟。其中,形成中间层和第一面层时,所述耙材物质为不锈钢和铬。对于施加在不锈钢靶和铬靶上的电源的功率的比值没有特别的限制,只要电源的功率在所述电源的功率的范围内,即可实现在所述中间层中,不锈钢与铬的重量比为l:0.5-6;分别以不锈钢和铬计,在所述第一面层中,不锈钢的碳化物和/或氮化物与铬的碳化物和/或氮化物的重量比为1:0.5-6。根据本发明,形成所述底层和形成中间层以及第二面层中的一种实施方式时,所述溅射在氩气气氛下进行,所述氩气的用量使溅射时的压力达到0.1-1帕,优选为0.2-0.8帕。例如可以先抽真空,使真空室内的绝对压力达到5X1(^帕以下时,然后再充入氩气,使真空室内的绝对压力达到0.1-1巾白。形成所述第一面层以及第二面层中的一种实施方式时,所述溅射在氩气和氮气和/或气态烃气氛下进行,可以通过在氩气气氛围下通入氮气和/或气态烃来实现,所述气态烃己为本领域技术人员所公知,可以为碳原子数为1-4的饱和烃和/或不饱和烃,气态烃的例子包括但不限于甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、异丁垸、乙烯、丙烯、丁烯、2-丁烯、丁二烯、乙炔、丙炔、丁炔和2-丁炔中的一种或几种。形成所述第一面层时,所述氮气和/或气态烃的用量可以为10-800标准毫升/分钟(sccm),优选为20-500sccm,更优选为50-300sccm;第二面层中的一种实施方式时,所述溅射在氮气和/或气态烃气氛下进行,所述氮气和/或气态烃的用量可以为5-100sccm,优选为10-80sccm,更优选为10-60sccm。本发明中,可以根据所需镀膜材料的颜色来选择膜层结构为三层或四层,以及选择形成所述第一面层和第二面层时的气氛。形成所述第一面层时在氩气和气态烃气氛下进行时,第一面层的颜色为灰黑色;形成所述第一面层时在氩气和氮气气氛下进行时,第一面层的颜色为银白色。形成所述第二面层时在氩气气氛下进行时,第二面层的颜色为铬的颜色,即银白色;形成所述第二面层时在氩气和气态烃气氛下进行时,第二面层的颜色为灰黑色;形成所述第二面层时在氩气和氮气气氛下进行时,第二面层的颜色为比铬的颜色稍暗的银白色。另外,根据本发明,形成所述第一面层时在氩气和氮气和/或气态烃气氛下进行,形成所述第二面层时在氩气和氮气和/或气态烃气氛下进行;但是优选情况下,形成所述第一面层和形成所述第二面层时均在氩气和氮气气氛下进行,或者均在氩气和气态烃气氛下进行。通过该优选实施方式,可以进一步提高薄膜与基材之间的结合力。为了提高镀膜材料的结合力,优选情况下,所述镀膜材料的制备方法还可以包括在进行磁控溅射离子镀之前对基材进行活化。所述活化的方法可以是本领域技术人员所公知的方法,例如,在活化条件下对基材施加偏压电源。所述活化条件可以是本领域常规使用的条件,例如,可以通入氩气,使压力为1-1.5帕,偏压可以为400-1500伏,优选为600-1000伏,占空比可以为30-80%,优选为40-70%,活化的时间可以为15-45分钟。本发明中,所述占空比的定义,即指偏压在一个脉冲周期内有电压输出的时间占一个脉冲周期总时间的百分比。为了在溅射过程中对形成的薄膜进行清洗,提高薄膜的附着力,可以在基材上施加偏压电源,偏压电源的偏压可以为50-250伏,优选为100-150伏;占空比为20-70%,优选为30-50%。所述磁控溅射离子镀设备还可以包括偏压装置,偏压装置可以为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。本发明中,所述基材可以为任何适用于进行磁控溅射离子镀的基材,例如,可以为镁合金、钛合金、锌合金、铝合金或不锈钢,优选为不锈钢。下面通过实施例来更详细地描述本发明。实施例1该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。采用磁控溅射镀设备(磁控溅射镀膜机,北京实力源科技有限责任公司制造,型号为SP1512),该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置,加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控耙为对耙结构,包括一对不锈钢耙和一对铬耙。一对不锈钢耙的两个耙之间的距离为18厘米,两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连;铬靶的两个耙之间的距离为18厘米,两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连。不锈钢基材(316L型号)固定在工件架上,不锈钢基材位于对靶之间,与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。先将真空室中绝对压力调至5.0X10—3帕,然后往真空室中充入氩气,直至压力保持在1.5帕,温度调至IO(TC,启动偏压电源,调节偏压至800伏,占空比为50Q/^,对基材进行活化15分钟。然后关闭氩气,待压力为5.0X10—s帕以下时,通入氩气,使压力保持在0.4帕,启动不锈钢靶(即打开与不锈钢靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀,与不锈钢靶连接的电源的功率为IO千瓦,同时打开所述偏压电源,偏压电源的偏压为120伏,占空比为40%,工件架的转速为2转/分钟,时间为10分钟,在不锈钢基材表面形成底层一不锈钢层。然后,保持不锈钢靶开启,同时启动铬靶(即打开与铬靶连接的电源),与铬耙连接的电源的功率为IO千瓦,时间为10分钟,在底层表面上形成中间层一不锈钢和铬层。再保持不锈钢靶与铬靶开启,同时通入氮气,氮气的用量为100sccm,时间为40分钟,在中间层表面上形成第一面层一不锈钢的氮化物和铬的氮化物层。关闭不锈钢靶的电源,保持铬耙开启,根据产品外观对颜色的要求,调节氮气流量为50sccm,时间为10分钟,在第一面层表面上形成第二面层—铬的氮化物层。最后,关闭铬革E、偏压电源并停止通入氩气和氮气,自然冷却至80。C时,取出不锈钢基材,用上海蔡康仪器有限公司DMM-660D型号的显微镜测得不锈钢基材表面上的底层、中间层、第一面层和第二面层的膜层厚度分别为0.3微米、0.5微米、1.6微米和0.4微米;另夕卜,测得在所述中间层中,不锈钢与铬的重量比为l:2;分别以不锈钢和铬计,在所述第一面层中,不锈钢的氮化物与铬的氮化物的重量比为1:2;记作镀膜材料A1。实施例2该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机,北京实力源科技有限责任公司制造,型号为SP1512),该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置,加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控靶为对靶结构,包括一对不锈钢耙和一对铬耙。一对不锈钢耙的两个靶之间的距离为18厘米,两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连;铬靶的两个靶之间的距离为18厘米,两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连。钛合金基材(TA2型号)固定在工件架上,钛合金基材位于对靶之间,与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。先将真空室中绝对压力调至5.0X10—3帕,然后往真空室中充入氩气,直至压力保持在1帕,温度调至150°C,启动偏压电源,调节偏压至600伏,占空比为70%,对基材进行活化45分钟。然后关闭氩气,待压力为5.0X10—3帕以下时,通入氩气,使压力保持在0.6帕,启动不锈钢靶(即打开与不锈钢靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀,与不锈钢靶连接的电源的功率为IO千瓦,同时打开所述偏压电源,偏压电源的偏压为100伏,占空比为50%,工件架的转速为4转/分钟,时间为15分钟,在基材表面形成底层—不锈钢层。然后,保持不锈钢靶开启,同时启动铬靶(即打开与铬靶连接的电源),与铬靶连接的电源的功率为5千瓦,时间为5分钟,在底层表面上形成中间层一不锈钢和铬层。再保持不锈钢靶与铬靶开启,同时通入氮气,氮气的用量为200sccm,时间为30分钟,在中间层表面上形成第一面层一不锈钢的氮化物和铬的氮化物层。关闭不锈钢靶的电源,保持铬靶开启,根据产品外观对颜色的要求,停止通入氮气,时间为5分钟,在第一面层表面上形成第二面层一铬层。最后,关闭铬靶和偏压电源并停止通入氩气,自然冷却至8(TC时,取出钛合金基材,用上海蔡康仪器有限公司DMM-660D型号的显微镜测得钛合金基材表面上的底层、中间层、第一面层和第二面层的膜层厚度分别为0.6微米、0.3微米、1.2微米和0.2微米;另外,测得在所述中间层中,不锈钢与铬的重量比为l:1;分别以不锈钢和铬计,在所述第一面层中,不锈钢的氮化物与铬的氮化物的重量比为1:1;记作镀膜材料A2。实施例3该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机,北京实力源科技有限责任公司制造,型号为SP1512),该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置,加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控耙为对耙结构,包括一对不锈钢耙和一对铬耙。一对不锈钢耙的两个靶之间的距离为18厘米,两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连;铬靶的两个靶之间的距离为18厘米,两个耙与一个频率为40千赫的电源的正负极相连。镁合金基材(AZ91型号)固定在工件架上,镁合金基材位于对靶之间,与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。先将真空室中绝对压力调至5.0X10^帕,然后往真空室中充入氩气,直至压力保持在1.2帕,温度调至12(TC,启动偏压电源,调节偏压至IOOO伏,占空比为40%,对基材进行活化30分钟。然后关闭氩气,待压力为5.0X10—3帕以下时,通入氩气,使压力保持在0.5帕,启动不锈钢靶(即打开与不锈钢靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀,与不锈钢靶连接的电源的功率为5千瓦,同时打开所述偏压电源,偏压电源的偏压为150伏,占空比为30%,工件架的转速为3转/分钟,时间为5分钟,在基材表面形成底层一不锈钢层。然后,保持不锈钢靶开启,同时启动铬靶(即打开与铬耙连接的电源),与铬靶连接的电源的功率为IO千瓦,时间为15分钟,在底层表面上形成中间层一不锈钢和铬层。再保持不锈钢靶与铬靶开启,同时通入乙炔气体,乙炔气体的用量为100sccm,时间为25分钟,在中间层表面上形成第一面层一不锈钢的碳化物和铬的碳化物层。关闭不锈钢靶的电源,保持铬耙开启,根据产品外观对颜色的要求,调节乙炔气体流量为70sccm,时间为15分钟,在第一面层表面上形成第二面层一铬的碳化物层。最后,关闭络靶、偏压电源并停止通入氩气和乙炔气体,自然冷却至80。C时,取出镁合金基材,用上海蔡康仪器有限公司DMM-660D型号的显微镜测得镁合金基材表面上的底层、中间层、第一面层和第二面层的膜层厚度分别为0.2微米、0.5微米、1.0微米和0.6微米;另外,测得在所述中间层中,不锈钢与铬的重量比为1:5;分别以不锈钢和铬计,在所述第一面层中,不锈钢的碳化物与袼的碳化物的重量比为1:5;记作镀膜材料A3。对比例1该对比例用于说明现有的镀膜材料及其制备方法。采用磁控溅射离子镀设备(磁控溅射离子镀膜机,北京实力源科技有限责任公司制造,型号为SP1512),该磁控溅射离子镀设备包括真空室、加热装置、工件架、磁控靶和偏压装置,加热装置、工件架和磁控靶位于真空室中。磁控靶为对靶结构,包括一对铬靶。一对铬靶的两个靶之间的距离为18厘米,两个靶与一个频率为40千赫的电源的正负极相连。镁合金基材(AZ91型号)固定在工件架上,镁合金基材位于对靶之间,与一对靶的两个靶之间的距离相等。偏压装置为偏压电源,偏压电源的正极与真空室的壳体相连,负极与工件架相连。先将真空室中绝对压力调至5.0X10—3帕,然后往真空室中充入氩气,直至压力保持在1.2帕,温度调至120"C,启动偏压电源,调节偏压至IOOO伏,占空比为40%,对基材进行活化30分钟。然后关闭氩气,待压力为5.0X10—3帕以下时,通入氩气,使压力保持在0.5帕,启动铬靶(即打开与铬靶连接的电源)进行磁控溅射离子镀,与铬靶连接的电源的功率为IO千瓦,同时打开所述偏压电源,偏压电源的偏压为150伏,占空比为30%,工件架的转速为3转/分钟,时间为5分钟,在镁合金基材表面形成底层_铬层。然后,保持铬靶开启,同时通入氮气,氮气的用量为100sccm,时间为25分钟,在底层表面上形成中间层一铬的氮化物层。再保持铬靶开启,停止通入氮气,时间为45分钟,在中间层表面上形成第一面层一铬层。保持铬靶开启,同时通入氮气,氮气的用量为40sccm,时间为30分钟,在第一面层表面上形成第二面层一铬的氮化物层。最后,关闭铬靶、偏压电源并停止通入氩气和氮气气体,自然冷却至80。C时,取出不锈钢基材,用上海蔡康仪器有限公司DMM-660D型号的显微镜测得不锈钢基材表面上的底层、中间层、第一面层和第二面层的膜层厚度分别为0.2微米、0.5微米、1.0微米和0.6微米,记作镀膜材料AC1。实施例4该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。用实施例1所述的方法制备镀膜材料A4,不同的是,在形成第一面层时,用乙炔气体代替氮气。实施例5该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。用实施例3所述的方法制备镀膜材料A5,不同的是,在形成第一面层时,用氮气代替乙炔气体。实施例6该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。用实施例1所述的方法制备镀膜材料A6,不同的是,用锌合金基材(ZA8型号)代替不锈钢基材。实施例7该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。用实施例1所述的方法制备镀膜材料A7,不同的是,用铝合金基材(6061型号)代替不锈钢基材。实施例8该实施例用于说明本发明提供的镀膜材料及其制备方法。用实施例1所述的方法制备镀膜材料A8,不同的是,所述不锈钢表面仅镀覆了底层、中间层和第一面层,而无第二面层。性能测试(1)硬度测定采用上海精密仪器仪表有限公司HV-1000型号显微维氏硬度计进行测试,利用仪器标准压头和加小载荷,压入膜层厚度的三分之一,对压痕进行测量,通过微机处理计算得出膜层的硬度。(2)结合力测试在镀膜材料的表面上用锋利的刀刃划出大小均匀的间隔为1毫米的小方格个数100(划痕深度控制在保证膜下基体金属暴露),统计膜脱落的小方格数N1,在膜上的划格区域贴上宽度为24毫米的透明胶带(3M公司生产的600型号胶带),并保证胶带与有方格的膜之间结合紧密。5分钟后,用一垂直膜面的力将胶带揭起,并再次统计膜脱落的小方格数N2。评估方法如下:采用百分制,膜结合力分数=100-(Nl+N2),膜结合力分数越大,说明结合力越好。使用上述方法分别测定实施例1-8制备的镀膜材料A1-A8以及对比例1制备的镀膜材料AC1的薄膜的硬度以及薄膜与基材之间的结合力。测试结果如下表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>从表1所示的测试结果可以看出,实施例3得到的镀膜材料A3的薄膜的硬度为639,膜结合力分数为88,对比例1得到的镀膜材料AC1的薄膜的硬度为415,膜结合力分数为76;由此说明了,与对比例l得到的镀膜材料AC1薄膜相比,实施例1得到的镀膜材料Al的薄膜的硬度更高,且薄膜与基材之间的结合力也好得多。从表1所示的测试结果还可以看出,将实施例1与实施例4相比,第一面层为不锈钢的氮化物和铬的氮化物、第二面层为铬的氮化物的实施例1得到的镀膜材料A1的膜结合力分数为93,而第一面层为不锈钢的碳化物和铬的碳化物、第二面层为铬的氮化物的实施例4得到的镀膜材料A4的膜结合力分数为87,由此说明了所述第一面层含有不锈钢的氮化物和铬的氮化物时,所述第二面层含有铬的氮化物,可以进一步提高薄膜与基材之间的结合力;将实施例3与实施例5相比,第一面层为不锈钢的碳化物和铬的碳化物、第二面层为铬的碳化物的实施例3得到的镀膜材料A3的膜结合力分数为88;第一面层为不锈钢的氮化物和铬的氮化物、第二面层为铬的碳化物的实施例5得到的镀膜材料A5的膜结合力分数为83;由此说明了所述第一面层含有不锈钢的碳化物和碳的氮化物时,所述第二面层含有铬的碳化物,可以进一步提高薄膜与基材之间的结合力。从表1所示的测试结果还可以看出,基材为不锈钢的实施例1制得的镀膜材料Al的膜结合力分数为93,基材为锌合金的实施例6制得的镀膜材料A6的膜结合力分数为88,基材为铝合金的实施例7制得的镀膜材料A7的膜结合力分数为85,由此说明了基材为不锈钢时,可以进一步提高薄膜与基材之间的结合力。权利要求1、一种镀膜材料,该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄膜,其特征在于,所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层,所述底层与基材直接接触,所述底层含有不锈钢,所述中间层含有不锈钢和铬,所述第一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以及铬的碳化物和/或氮化物。2、根据权利要求1所述的镀膜材料,其中,所述底层、中间层和第一面层的厚度分别为0.2-0.6微米、0.2-0.6微米和0.8-1.8微米。3、根据权利要求1所述的镀膜材料,其中,在所述中间层中,不锈钢与铬的重量比为l:0.5-6;分别以不锈钢和铬计,在所述第一面层中,不锈钢的碳化物和/或氮化物与铬的碳化物和/或氮化物的重量比为1:0.5-6。4、根据权利要求1所述的镀膜材料,其中,所述薄膜还包括位于最外层的第二面层,所述第二面层含有铬或铬的碳化物和/或氮化物。5、根据权利要求4所述的镀膜材料,其中,所述第二面层的厚度为0.2-0.6微米。6、根据权利要求1所述的镀膜材料,其中,所述基材为镁合金、钛合金、锌合金、铝合金或不锈钢。7、权利要求1所述镀膜材料的制备方法,该方法包括在溅射条件下,在磁控耙上施加电源使磁控靶上的耙材物质溅射并沉积到基材上以在基材上形成薄膜,其特征在于,所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层,形成底层的靶材物质含有不锈钢,形成中间层的磁控靶包括不锈钢靶和铬耙;形成第一面层的磁控耙包括不锈钢耙和铬耙;形成所述底层和形成中间层时均在氩气气氛下进行,形成所述第一面层时在氩气和氮气和/或气态烃气氛下进行。8、根据权利要求7所述的方法,其中,所述电源的功率为3-12千瓦;所述溅射条件包括绝对压力为0.1-1帕,温度为50-200。C;形成底层时的溅射时间为5-15分钟;形成中间层时的溅射时间为5-15分钟;形成第一面层时的溅射时间为25-45分钟。9、根据权利要求7所述的方法,其中,该方法还包括在溅射条件下,在氩气、或者氩气和氮气和/或气态烃气氛下,在磁控靶上施加电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到第一面层上以形成第二面层,形成所述第二面层的耙材物质含有铬。10、根据权利要求9所述的方法,其中,所述电源的功率为3-12千瓦;所述溅射条件包括绝对压力为0.1-1帕,温度为50-20(TC;形成第二面层时的溅射时间为5-15分钟。11、根据权利要求7或9所述的方法,其中,所述气态烃为甲垸、乙垸、丙烷、正丁垸、异丁烷、乙烯、丙烯、丁烯、2-丁烯、丁二烯、乙炔、丙炔、丁炔和2-丁炔中的一种或几种。12、根据权利要求7所述的方法,其中,所述基材为镁合金、钛合金、锌合金、铝合金或不锈钢。全文摘要本发明提供了一种镀膜材料,该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄膜,其中,所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层,所述底层与基材直接接触,所述底层含有不锈钢,所述中间层含有不锈钢和铬,所述第一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以及铬的碳化物和/或氮化物。本发明还提供了一种镀膜材料的制备方法。本发明提供的镀膜材料的薄膜的硬度更高且薄膜与基材之间的结合力较好。文档编号B32B7/00GK101623943SQ200810127688公开日2010年1月13日申请日期2008年7月7日优先权日2008年7月7日发明者刘宪秋,杜德斌,石兴华申请人:比亚迪股份有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1