一种低应力WB2多层硬质涂层的制备方法技术

一种低应力WB2多层硬质涂层的制备方法，先基片预处理，再溅射清洗靶材最后沉积多层WB2涂层，沉积多层WB2涂层时先在真空室中通入高纯度压强为0.2～0.6Pa的Ar，沉积一层压应力WB2膜层；然后调控Ar压强为0.7～1.0Pa，沉积一层拉应力膜层，重复2～20次后，最表层再沉积压应力层；通过周期性改变炉腔内Ar压强，可制备出压/拉应力膜层交替耦合的低应力、高性能的多层WB2硬质涂层；该方法操作简单、成本低廉；制备的WB2涂层厚度大、硬度高、膜基结合力良好、耐腐蚀性强，可用于刀具或工件表面并延长其使用寿命，对于超硬硼化物涂层的实际应用具有重要意义。

Preparation of a low stress WB2 multilayer hard coating

A preparation method of low stress WB2 multilayer hard coating is made by pretreating first substrate and then sputtering the target material at last to deposit multilayer WB2 coating. When the multilayer WB2 coating is deposited, the high purity pressure of 0.2 to 0.6Pa is deposited in the vacuum chamber and a layer of compressive stress WB2 film is deposited in the vacuum chamber, and the pressure control Ar pressure is 0.7 ~ 1.0Pa, and a layer of tension should be deposited. The stress layer is repeated 2~20 times and the stress layer is redeposited at the most surface, and the low stress and high performance multilayer WB2 hard coating with low stress and high performance can be prepared by altering the Ar pressure in the furnace cavity periodically. The method is easy to operate and low in cost; the thickness of the WB2 coating, the hardness and the bonding force of the film base are high. It has good corrosion resistance and can be applied to the surface of tool or workpiece and prolong its service life, which is of great significance for the practical application of super hard boride coating.

【技术实现步骤摘要】
一种低应力WB2多层硬质涂层的制备方法
本专利技术涉及一种表面硬质涂层的制备方法，具体地说是一种低应力WB2多层硬质涂层的制备方法。
技术介绍
随着轻金属尤其是钛、铝及其合金等难加工材料在自动化及航空等领域的广泛应用，实现这类材料的高速、高效、精密加工成为我国轻金属机加工行业的技术难题。WB2作为新型超硬材料，由金属键和强B-B共价键混合而成，具有高硬度，高的熔点、化学惰性及导热性，磨损过程中可形成TmOx及H3BO3使其具有良好的自润滑性，且与传统的TiN、TiAlN等涂层相比，其与钛、铝等有色金属及合金间化学亲和力低，作为硬质耐磨涂层将在高速切削、干切削、微润滑切削工艺以及轻金属的切削刀具领域展现出广阔的应用前景。通常采用磁控溅射技术制备WB2涂层，但靶材中金属元素W质量较高，使从靶材表面被反射回来的Ar原子平均能量较高，同时参与溅射的重原子具有更高的能量分布，从而导致粒子的轰击效应增强，使WB2涂层具有较高的压应力，涂层厚度难以超过2μm。WB2覆膜材料的硬度和耐腐蚀性能由其膜的厚度和内应力决定。随着涂层厚度的增加，其内部存在的内应力增大，如果内应力得不到释放，会严重影响涂层的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低应力WB2多层硬质涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基体预处理：将基材进行机械研磨和抛光，然后相继用丙酮和酒精各超声清洗15min，烘干后放入正对靶材的样品台上，靶基距50～100mm，靶材和基体间设置一金属挡板；当真空室气压为9×10

【技术特征摘要】
1.一种低应力WB2多层硬质涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基体预处理：将基材进行机械研磨和抛光，然后相继用丙酮和酒精各超声清洗15min，烘干后放入正对靶材的样品台上，靶基距50～100mm，靶材和基体间设置一金属挡板；当真空室气压为9×10-3～5×10-3Pa时，打开加热系统将炉腔加热至200～500℃，当真空抽至1×10-3～3×10-3Pa时，通入纯度为99.99％以上的Ar，对基材施加-100～-300V的偏压进行等离子溅射清洗10～15min；(2)靶材预处理：开启靶电源，施加1～1.5A的电流，对靶材进行预溅射清洗10～15min，除去靶材表面的氧化物等杂质；(3)沉积多层WB2涂层：去掉靶材和基体间的金属挡板，调整靶电流为0.5～1.0A，靶电压为300～450V,基体偏压为-50～-100V，沉积温度为300～600℃，在真空室中通入压强为0.2～0.5Pa的Ar，沉积厚度为50～400nm的一层具有压应力的WB2膜层；然后，调整Ar压强为0.6～1.0Pa，沉积出厚度为50～400nm厚的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳明，李凯，姬帅，李彤，杨宝磊，张严聪，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61