覆膜440C不锈钢刀片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及厨具的复合涂层领域，具体公开了一种覆膜440C不锈钢刀片及其制备方法，该制备方法在不同的气氛中依次在刀片上形成第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层，最终得到形成有包括所述第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层的覆膜440C不锈钢刀。覆膜440C不锈钢刀片反应溅射有氮铝化钛薄膜，该制备方法能够去除氮铝化钛薄膜制备时靶中或沉积薄膜中的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且能够提高沉积效率和沉积的均匀性，并且该制备方法简单，易于实现，具有较高的市场应用价值。应用该制备方法制备得到的含有氮铝化钛薄膜的440C不锈钢刀片中氮铝化钛薄膜沉积均匀，表面无颗粒等污染缺陷，可以广泛用于各类刀具产品。

Film coated 440C stainless steel blade and its preparation method

The invention relates to the field of compound coating of kitchen utensils, in particular a film covered 440C stainless steel blade and a preparation method thereof. The preparation method forms a first diffusion layer, a second diffusion layer and a third diffusion layer on the blade in a different atmosphere, and is finally formed to include the first diffusion layer, the second diffusion layer and the third diffusion layer. Three diffusion layer film coated 440C stainless steel knife. The coated 440C stainless steel blade reacts with nitrogen aluminide film. The preparation method can remove the pollutants in the target or deposited film in the preparation of the titanium aluminide film, reduce the defects in the titanium aluminide film, and can improve the deposition efficiency and the uniformity of the deposition, and the preparation method is simple and easy to be realized. It has high market value. The 440C stainless steel blade containing nitrogen and aluminized titanium thin film prepared by this preparation method can be widely used in various kinds of tool products.

【技术实现步骤摘要】
覆膜440C不锈钢刀片及其制备方法
本专利技术涉及复合涂层刀片，具体地，涉及一种覆膜440C不锈钢刀片及其制备方法。
技术介绍
涂层刀具已占到全部使用刀具的85％，在刀具技术处于领先地位的瑞典，车削加工使用的涂层硬质合金刀片已占到70％～80％，铣削加工也已达到50％以上。TiAlN涂层技术综合性能较高。TiAlN作为一种新型涂层材料，具有硬度高、氧化温度高、硬性好、附着力强、摩擦系数小、导热率低等优良特性。TiAlN涂层的制备方法主要有三种，即阴极真空电弧沉积法，磁控溅射离子镀法和ABS法。阴极真空电弧沉积法的缺点是阴极弧蒸发过程非常剧烈，与蒸发过程较为平和的磁控离子溅射法相比，阴极弧蒸发过程中会产生较多金属液滴，使沉积的涂层含有较多缺陷，且表面光洁度较低。磁控溅射离子镀法的缺点是靶材沉积速率较低，易将靶中的污染物带入薄膜中，且研究发现当氮分压增加时，沉积速率会减慢。中国专利申请201010011404.2涉及一种氮铝化钛薄膜的微波等离子体制备方法，该方法包括氮铝化钛薄膜的制备步骤和停机的步骤，主微波从微波系统中出来，通过波导及调谐装置，经过石英微波窗口到达镀膜室。1500～2300V交流电加在两个弧形金属钛靶上，使两级的气体Ar电离成等离子气团，微波将这些等离子输运到弧形钛靶上，氢气进气口为送氢气的入口，高纯铝在加热的情况下蒸发，在侧微波的辐照下呈等离子状态，通过侧微波短路板进入沉积室的衬底氮气进气口为输送氮气的进气口，氩气等离子体对钛靶金属表面离子轰击形成等离子气团，并输运到衬底上而共淀积成膜。但是，目前的镀层涂膜均有沉积效率低、易污染的缺点，反应在生产中，即具有生产效率低、获得的沉积薄膜部分有缺陷等缺点，因此，如何保证获得硬度高、氧化温度高、硬性好、附着力强、摩擦系数小、导热率低的氮铝化钛薄膜的基础上提高沉积效率和沉积的均匀性，减少缺陷的产生是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种覆膜440C不锈钢刀片及其制备方法，该方法在440C不锈钢刀片表面溅射有氮铝化钛薄膜，该制备方法能够去除反应溅射时靶中附带的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，该制备方法简单，易于实现，具有较高的市场应用价值。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种覆膜440C不锈钢刀片的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对刀片进行反应溅射，以在刀片上形成第一扩散层；(2)将Al靶和Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第一扩散层的刀片进行反应溅射，以在第一扩散层表面形成第二扩散层；(3)将Al靶和Ti靶在含有氩气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第二扩散层的刀片进行反应溅射，以在第二扩散层表面形成第三扩散层，得到形成有包括所述第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层的氮铝化钛薄膜的刀片；(4)将形成有所述氮铝化钛薄膜的刀片于氩气气氛中保温；其中，所述刀片的材质为440C不锈钢。本专利技术还提供一种根据前文所述的氮铝化钛薄膜的制备方法制备得到的覆膜440C不锈钢刀片。根据上述技术方案，该方法在440C不锈钢刀片表面溅射有氮铝化钛薄膜，该制备方法能够去除反应溅射时靶中附带的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，并且该制备方法简单，易于实现，具有较高的市场应用价值。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术提供了一种覆膜440C不锈钢刀片的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对刀片进行反应溅射，以在刀片上形成第一扩散层；(2)将Al靶和Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第一扩散层的刀片进行反应溅射，以在第一扩散层表面形成第二扩散层；(3)将Al靶和Ti靶在含有氩气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第二扩散层的刀片进行反应溅射，以在第二扩散层表面形成第三扩散层，得到形成有包括所述第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层的氮铝化钛薄膜的刀片(本专利技术中简称覆膜440C不锈钢刀片)；(4)将形成有所述氮铝化钛薄膜的刀片于氩气气氛中保温；其中，所述刀片的材质为440C不锈钢。根据上述技术方案，该方法在440C不锈钢刀片表面溅射有氮铝化钛薄膜，该制备方法能够去除反应溅射时靶中附带的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，并且该制备方法简单，易于实现，具有较高的市场应用价值。在上述技术方案中，440C不锈钢是AISI440C型号的不锈钢，以质量百分数计，其成分中含有C：0.95-1.20％，Cr：16.0-18.0％，Mn≤1.00％，Mo：≤0.75％，P：≤0.040％，Si：≤1.00％，S：≤0.030％，余量为Fe。根据上述技术方案，该制备方法能够去除靶中附带的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且能够提高沉积效率和沉积的均匀性，并且该制备方法简单，易于实现，具有较高的市场应用价值。基于现有技术中制备的氮铝化钛薄膜易生成缺陷，研究表明该缺陷的产生是由于Al靶和Ti靶带入了较多的污染物，而本专利技术中氮铝化钛薄膜中并无缺陷产生，推测，Al靶和Ti靶在氩气、氢气和氮气的混合气体中得到了净化，也有可能是沉积后的薄膜在氩气、氢气和氮气的混合气体中得到了净化。在本专利技术一种优选的实施方式中，为了去除靶中或沉积薄膜中的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，优选地，步骤(1)和/或步骤(2)中氩气、氢气和氮气的流量比各自为2-3:1:4-5。在本专利技术一种优选的实施方式中，为了去除靶中或沉积薄膜中的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，优选地，步骤(1)和/或步骤(2)中氮气的流量各自为50-90SCCM。在本专利技术一种优选的实施方式中，为了去除靶中或沉积薄膜中的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，优选地，步骤(1)中的反应溅射的条件包括：真空度为(2-3)×10-1Pa，Ti靶电流40-45A，溅射电压400-420V。在本专利技术一种优选的实施方式中，为了去除靶中或沉积薄膜中的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，优选地，步骤(2)中的反应溅射的条件包括：真空度为(2-3)×10-1Pa。在本专利技术一种优选的实施方式中，为了去除靶中或沉积薄膜中的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷的产生，并且提高沉积效率和沉积的均匀性，进一步优选地，Ti靶电流40-45A，溅射电压400-420V。在本专利技术一种优选的实施方式中，为了去除靶中或沉积薄膜中的污染物，减少氮铝化钛薄膜中缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种覆膜440C不锈钢刀片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对刀片进行反应溅射，以在刀片上形成第一扩散层；(2)将Al靶和Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第一扩散层的刀片进行反应溅射，以在第一扩散层表面形成第二扩散层；(3)将Al靶和Ti靶在含有氩气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第二扩散层的刀片进行反应溅射，以在第二扩散层表面形成第三扩散层，得到形成有包括所述第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层的氮铝化钛薄膜的刀片；(4)将形成有所述氮铝化钛薄膜的刀片于氩气气氛中保温；其中，所述刀片的材质为440C不锈钢。

【技术特征摘要】
1.一种覆膜440C不锈钢刀片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对刀片进行反应溅射，以在刀片上形成第一扩散层；(2)将Al靶和Ti靶在含有氩气、氢气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第一扩散层的刀片进行反应溅射，以在第一扩散层表面形成第二扩散层；(3)将Al靶和Ti靶在含有氩气和氮气的混合气体的气氛中对形成有所述第二扩散层的刀片进行反应溅射，以在第二扩散层表面形成第三扩散层，得到形成有包括所述第一扩散层、第二扩散层和第三扩散层的氮铝化钛薄膜的刀片；(4)将形成有所述氮铝化钛薄膜的刀片于氩气气氛中保温；其中，所述刀片的材质为440C不锈钢。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)和/或步骤(2)中氩气、氢气和氮气的流量比各自为2-3:1:4-5；优选地，步骤(1)和/或步骤(2)氮气的流量各自选自50-90SCCM。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中的反应溅射的条件包括：真空度为(2-3)×10-1Pa，Ti靶电流40-45A，溅射电压400-420V。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中的反应溅射的条件包括：真空度为(2-3)×10-1Pa；和/或，Ti靶电流4...

【专利技术属性】
技术研发人员：江雨仙，
申请(专利权)人：江雨仙，
类型：发明
国别省市：浙江,33