TiCN涂层及其制备方法与流程

本申请涉及刀具表面处理，特别是涉及一种ticn涂层及其制备方法。

背景技术：

1、ticn涂层具有较好的涂层性能，主要应用于丝锥、钻头、滚刀、刀片等领域。相关技术中提供了一种ticn涂层的制备方法，通过电弧离子镀或磁控溅射的方式制备ticn涂层。

2、然而，相关技术中ticn涂层的制备方法，存在难以调节ticn涂层的硬度或摩擦系数的问题。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对相关技术中难以调节ticn涂层的硬度或摩擦系数的问题，提供一种易于调节ticn涂层的硬度或摩擦系数的ticn涂层及其制备方法。

2、根据本申请的一个方面，提供一种ticn涂层的制备方法，包括：

3、在基体上沉积过渡层；

4、在含氩气和氮气的气氛下，对磁控ti靶和磁控tic靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜，以在所述过渡层上沉积tixcynz功能层；所述对磁控ti靶和磁控tic靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜包括：同步开启所述磁控ti靶和所述磁控tic靶，调节所述磁控ti靶的功率为第一预设功率，调节所述磁控tic靶的功率为第二预设功率；

5、其中，x+y+z=1，0.45≤x≤0.55，0.45≤y+z≤0.55。

6、上述ticn涂层的制备方法，通过采用磁控ti靶和磁控tic靶进行高能脉冲磁控溅射，并调节磁控ti靶的功率为第一预设功率，调节磁控tic靶的功率为第二预设功率，以能够通过分别调节第一预设功率与第二预设功率的大小，而调节tixcynz功能层中各元素的成分，进而调节tixcynz功能层的硬度和摩擦系数等性能。由于通过调节磁控ti靶和磁控tic靶的功率而调节tixcynz功能层中各元素的成分，相比于制定不同成分的tic靶材，制程更加简单，因此使tixcynz功能层的硬度或摩擦系数更易调节。

7、在其中一个实施例中，所述第一预设功率大于等于2kw并小于等于8kw，所述第二预设功率大于等于3kw并小于等于6kw。

8、在其中一个实施例中，对磁控ti靶和磁控tic靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜的频率为300hz至4000hz，占空比为5％至30％。

9、在其中一个实施例中，在所述同步开启所述磁控ti靶和所述磁控tic靶，调节所述磁控ti靶的功率为第一预设功率，调节所述磁控tic靶的功率为第二预设功率之后，所述对磁控ti靶和磁控tic靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜还包括：

10、向腔体内输入氩气和氮气，调节氩气和氮气的气流量，使氩气和氮气的气流量的比值为2至5，保持所述腔体的气压为0.5pa至1.2pa，调节脉冲偏压为-60v至-800v，频率为20khz至50khz，占空比为30％至90％。

11、在其中一个实施例中，所述在基体上沉积过渡层包括：

12、在含氮气的气氛下，对电弧靶进行脉冲高偏压电弧离子镀膜，以在所述基体上沉积所述过渡层；

13、其中，所述电弧靶包括电弧ti靶或电弧cr靶，当所述电弧靶包括所述电弧ti靶时，所述过渡层包括tin过渡层，当所述电弧靶包括所述电弧cr靶时，所述过渡层包括crn过渡层。

14、在其中一个实施例中，所述在含氮气的气氛下，对电弧靶进行脉冲高偏压电弧离子镀膜，以在所述基体上沉积所述过渡层包括：

15、向腔体内输入氮气，保持所述腔体的气压为1.5pa至3.5pa，开启所述电弧靶，调节所述电弧靶的靶电流为50a至300a，频率为300hz至700hz，占空比为20％至60％，调节脉冲偏压为-60v至-800v，频率为20khz至50khz，占空比为30％至90％。

16、在其中一个实施例中，在所述在基体上沉积过渡层之前，所述ticn涂层的制备方法还包括：对所述基体进行离子刻蚀，所述对所述基体进行离子刻蚀包括：

17、在100v至250v的偏压电压下，向腔体内输入流量为200sccm至500sccm的氩气，保持所述腔体的气压为0.8pa至2pa。

18、在其中一个实施例中，在所述对所述基体进行离子刻蚀之前，所述ticn涂层的制备方法还包括：对所述基体进行氢气刻蚀，所述对所述基体进行氢气刻蚀包括：

19、在30v至90v的负偏压电压下，向所述腔体内输入氩气和氢气，并调节氩气和氢气的气流量，使氩气和氮气的气流量的比值为2，保持所述腔体的气压为1pa至2pa，进行辉光清洗50分钟至60分钟。

20、在其中一个实施例中，在所述对所述基体进行氢气刻蚀之前，所述ticn涂层的制备方法还包括：

21、将所述基体置于所述腔体内，对所述腔体抽真空，并将所述腔体加热至400摄氏度。

22、根据本申请的另一个方面，提供一种ticn涂层，由上述任一项实施例所述的ticn涂层的制备方法制得，所述ticn涂层包括：

23、形成于所述基体上的所述过渡层；

24、形成于所述过渡层上的所述tixcynz功能层。

技术特征：

1.一种ticn涂层的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，所述第一预设功率大于等于2kw并小于等于8kw，所述第二预设功率大于等于3kw并小于等于6kw。

3.根据权利要求1所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，对磁控ti靶和磁控tic靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜的频率为300hz至4000hz，占空比为5％至30％。

4.根据权利要求1所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，在所述同步开启所述磁控ti靶和所述磁控tic靶，调节所述磁控ti靶的功率为第一预设功率，调节所述磁控tic靶的功率为第二预设功率之后，所述对磁控ti靶和磁控tic靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜还包括：

5.根据权利要求1所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，所述在基体上沉积过渡层包括：

6.根据权利要求5所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，所述在含氮气的气氛下，对电弧靶进行脉冲高偏压电弧离子镀膜，以在所述基体上沉积所述过渡层包括：

7.根据权利要求1至6任一项所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，在所述在基体上沉积过渡层之前，所述ticn涂层的制备方法还包括：对所述基体进行离子刻蚀，所述对所述基体进行离子刻蚀包括：

8.根据权利要求7所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，在所述对所述基体进行离子刻蚀之前，所述ticn涂层的制备方法还包括：对所述基体进行氢气刻蚀，所述对所述基体进行氢气刻蚀包括：

9.根据权利要求8所述的ticn涂层的制备方法，其特征在于，在所述对所述基体进行氢气刻蚀之前，所述ticn涂层的制备方法还包括：

10.一种ticn涂层，其特征在于，由权利要求1至9任一项所述的ticn涂层的制备方法制得，所述ticn涂层包括：

技术总结
本申请涉及一种TiCN涂层及其制备方法。TiCN涂层的制备方法包括在基体上沉积过渡层；在含氩气和氮气的气氛下，对磁控Ti靶和磁控TiC靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜，以在过渡层上沉积Ti<subgt;x</subgt;C<subgt;y</subgt;N<subgt;z</subgt;功能层；对磁控Ti靶和磁控TiC靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜包括：同步开启磁控Ti靶和磁控TiC靶，调节磁控Ti靶的功率为第一预设功率，调节磁控TiC靶的功率为第二预设功率；其中，x+y+z=1，0.45≤x≤0.55，0.45≤y+z≤0.55。上述TiCN涂层的制备方法，能够通过分别调节第一预设功率与第二预设功率的大小，而调节Ti<subgt;x</subgt;C<subgt;y</subgt;N<subgt;z</subgt;功能层中各元素的成分，进而调节Ti<subgt;x</subgt;C<subgt;y</subgt;N<subgt;z</subgt;功能层的硬度和摩擦系数等性能，相比于制定不同成分的TiC靶材，制程更加简单，因此使Ti<subgt;x</subgt;C<subgt;y</subgt;N<subgt;z</subgt;功能层的硬度或摩擦系数更易调节。

技术研发人员：陈亚奋,王晓琴,李立升
受保护的技术使用者：广东华升纳米科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15