镀覆硬质碳涂层的基材制造技术

本发明专利技术的硬碳涂层和镀金属的基材包括，基材，用湿法电镀在基材口形成的基片金属涂层，中间金属涂层，它包括用干法电镀在基片金属涂层上形成钛或铬涂层，和用干法电镀在钛或铬涂层上形成的硅涂层，和用干法电镀在硅涂层上形成的硬碳涂层。按照本发明专利技术可以形成具有极佳抗腐蚀性，粘合性和耐磨性的高可靠性的硬碳涂层，甚至是在具有抗腐蚀性能差的黄铜或铁基材，例如ＳＫ钢以及马氏体和铁素体不锈钢上形成。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种硬碳涂层和镀金属的基材。更具体地说，本专利技术涉及一种硬碳涂层和镀金属的基材，其中一中间层置于基材和硬碳涂层之间，从而改进与硬碳涂层的粘合性以及抗腐蚀性。近几年来，硬碳涂层正引起人们的注意，因为它具有极佳的性能，例如高硬度，高绝缘性，高热传导性和化学稳定性，与金刚石相似。为了形成硬碳涂层，已经使用物理汽相淀积法(下文称为“PVD”)，例如离子束法，喷镀法和离子电镀法，ECR(电子回旋共振)和RF(射频)等离子体化学汽相淀积法(下文称为“RFD-CVD”)。通常，用上述方法形成的硬碳涂层保持压应力高达1010drne/cm2。因此，用上述任意方法形成的硬碳涂层的基材存在缺点，即硬碳涂层和基材之间的粘合性，尤其是如果基材是金属时很差，以致脱落或开裂从而缩短使用寿命，即在基材上形成的硬碳涂层是不可行的。也就是说，虽然用上述任意方法在硅基材或超硬基材表面上能够形成硬碳涂层，但是在任意各种金属基材，例如不锈钢基材表面上形成硬碳涂层是困难的。因此，问题是能形成硬碳涂层的基材的类型是非常有限的。在日本专利公开公报No.116767/1987(日本专利申请No.256426/1985)中，专利技术人提出一种硬碳涂层和镀金属的基材，其中有一中间层，它包括用干法电镀在基材表面上形成的主要包括铬或钛底层，和用干法电镀在底层表面上形成的主要包括硅或锗的上层，所说的中间层置于金属基材和硬碳涂层之间。此外，专利技术人在日本专利公开公报No.149673/1990(日本专利申请No.301829/1988)中，也提出一种硬碳涂层和镀金属的基材，其中用逆扩散法在构成中间层的上述的上层和底层的接触面形成固溶体层。然而，在日本公开公报No.149673/1990中提出的硬碳涂层和镀金属的基材，能形成硬碳涂层的基材的类型是有限的。例如用黄铜作基材，由于在形成上述中间层或形成硬碳涂层时，室内温度升高，在真空环境中发生黄铜脱锌，所以黄铜基材的表面成为桔皮，从而黄铜基材的表面的抗腐蚀性较差和黄铜与硬碳涂层之间的粘合性较差。因此，存在的问题是，如果黄铜用作日本公开公报No.149673/1990专利所提出的硬碳涂层和镀金属的基材的基材，那么充分利用硬碳涂层的极佳性能是不行的。此外，包括碳素工具钢，例如在JIS G4401(1983)所定义的SK钢，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的铁材料中，如果使用比奥化体不锈钢，例如SUS 304的抗腐蚀性纸的铁材料作为基材，在预清洗后，在基材中由于氧化而发生腐蚀，从而引起有关基材和硬碳涂层之间的粘合性以及硬碳涂层的抗腐蚀性问题。这里所说的专门术语“预清洗”意味着使用二氯甲烷等有机的清洗或使用5-10%的碱溶液的碱性除油清洗基材。据此，用5-10%硝酸进行中和处理。在这些预清洗的处理中，可结合使用超声波清洗机。本专利技术的目的是消除上述现有技术的缺点，尤其是提供一种高可靠性的硬碳涂层和镀金属的基材，它具有极好的抗腐蚀性，粘合性和耐磨性，甚至使用黄铜或钢铁材料的情况下，在钢铁材料之中包括SK钢，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢，上述材料的抗腐蚀性比奥氏体不锈钢低。本专利技术的硬碳涂层和镀金属的基材的第一种形式，包括基材，基片金属涂层，用湿法电镀于基材上，中间金属涂层，包括钛涂层和硅涂层，用干法电镀在基片金属涂层上形成钛涂层，另外用干法电镀在钛涂层上形成硅涂层，和硬碳涂层，用干法电镀于硅涂层上。此外，本专利技术的硬碳涂层和镀金属的基材的第二种形式，包括基材，基片金属涂层，用湿法电镀于基材上，中间金属涂层，包括铬涂层和硅涂层，用干法电镀在基片金属涂层上形成铬涂层，用干法电镀在铬涂层上形成硅涂层，和硬碳涂层，用干法电镀于硅涂层上。附图说明图1表示按照本专利技术最佳性能的硬碳涂层和镀金属的基材的主要部分的剖面图;图2表示按照本专利技术另一最佳性能的硬碳涂层和镀金属的基材的主要部分的剖面图;和图3表示按照本专利技术又一个最佳性能的硬碳涂层和镀金属的基材的主要部分的剖面图。下面将更详细地说明按照本专利技术的硬碳涂层和镀金属的基材。按照本专利技术的第一种情况的硬碳涂层和镀金属的基材包括基材基片金属涂层，用湿法电镀干基材上，中间金属涂层，包括钛涂层和硅涂层，用干法电镀在基片金属涂层上形成钛涂层，用干法电镀在钛涂层上形成硅涂层，和硬碳涂层，用干法电镀于硅涂层上。此外，按照本专利技术的第二种情况的硬碳涂层和镀金属的基材包括基材，基片金属涂层，用湿法电镀于基材上，中间金属涂层，包括铬涂层和硅涂层，用干法电镀在基片金属涂层上形成铬涂层，用干法电镀在铬涂层上形成硅涂层，和硬碳涂层，用干法电镀于硅涂层上。正如上述的基材，要作说明的是具有低抗腐蚀性的金属材料，它包括，例如，黄铜，SK钢，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢。上述的基片金属涂层最好至少一涂层从下列一组中选择，镍合金涂层，镍涂层，铬涂层，钯涂层，镍合金涂层和铬涂层的结合层和镍合金涂层和钯涂层的结合层。用湿法电镀将该基片金属涂层镀在上述基材上。尤其是，通过使用含有金属离子的电镀槽，所说的金属离子用于构成基片涂层，可以将基片金属涂层镀在基材上。镍合金涂层的实例包括镍-磷合金涂层，镍-钯合金涂层，镍-硼合金涂层，和镍-锡合金涂层。如果使用抗腐蚀性能差的基材，例如，铜合金材料，那么在基材上形成钯涂层是合适的。如果使用要求耐磨性的基材，在基材上形成铬涂层是合适的。然而，如果镀铬层不能用于例如废水处理的场合，可以用镀镍以形成镍涂层。此外，如果要求在需要抗腐蚀的各种条件下使用硬碳涂层和镀金属的基材，那么通过在镍合金涂层上形成钯涂层以获得抗腐蚀性能的提高是不行的。进一步说，如果要求高的硬度和耐磨性，通过在镍合金涂层上形成铬涂层，可以生产出具有较低成本的，并具有所需要的高硬度和高耐磨性的硬碳涂层和镀金属的基材。再进一步说，如果要求所有的高硬度，高耐磨性和高抗腐蚀性，最好是在镍合金涂层上形成铬涂层，然后，在铬涂层上形成钯涂层。在本专利技术中，通过在基材上直接形成上述的基片金属涂层，那么基材例如黄铜，SK钢，马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的抗腐蚀性可以得到提高。此外，如果基片金属涂层受到时效处理，可以提高基片金属涂层的硬度，从而获得进一步利用硬碳涂层的特性。在本专利技术中，通过干法电镀在上述的基片金属涂层上形成钛涂层。接着，利用干法电镀在钛涂层上形成硅涂层，从而形成包括钛涂层和硅涂层的中间金属涂层。此外，在本专利技术中，通过利用干法电镀在上述的基片金属涂层上形成铬涂层，然后按照干法电镀在铬涂层上形成硅涂层，即可形成包括铬涂层和硅涂层的中间金属涂层。利用干法电镀形成中间金属涂层，所说的干法电镀，例如，PVD，如离子束法，喷镀法和离子电镀法，ECR或FR-CVD。即上述的两层中间金属涂层，包括各自利用干法电镀在基片金属涂层上形成钛或铬涂层，和利用干法电镀在钛或铬涂层上形成硅涂层。此外，在本专利技术中，或是按照干法电镀在基片金属涂层上顺序地形成钛，铬和硅涂层，可形成顺序地包括钛，铬和硅涂层的中间金属涂层，或是按照干法电镀在基片金属涂层上顺序地形成铬，钛和硅涂层，可形成顺序地包括铬，钛和硅涂层的中间金属涂层。借助于上述的中间金属涂层，在金属基材上可以有效地形成硬碳涂层，而尤其是在抗腐蚀性能差的金属基材上可以形成具有极佳抗腐蚀性，耐磨性和粘合性的硬碳涂层。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬碳涂层和镀金属的基材，包括： 基材， 基片金属涂层，用湿法电镀于基材上， 中间金属涂层，它包括用干法电镀在基片金属涂层上形成的钛涂层，和用干法电镀在钛涂层上形成的硅涂层，和 硬碳涂层，用干法电镀于硅涂层上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：直井孝一，
申请(专利权)人：雪铁城钟表有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]