基于氮化钛复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术揭示了一种氮化钛复合膜及其制备方法，包括由基材表面向外依次形成的金属底层、支撑层及氮化钛层，底层采用阴极电弧技术制备，支撑层采用磁控溅射技术制备，氮化钛层是采用磁控溅射和阴极电弧两种技术同时工作形成的两种不同结构膜层交错堆叠的混合物层，所述氮化钛层的厚度在1~5μm之间。本发明专利技术设计精巧，结构简单，氮化钛层采用两种不同结构膜层交替堆叠的结构。充分发挥磁控溅射膜层的高致密性、缺陷少的优点，阴极电弧制备膜层的高硬度、良好的结合力的优点，实现膜层内部结构致密，又可以保证涂层的硬度高，最终形成具有良好的结合力、高硬度、结构致密的硬质涂层。

【技术实现步骤摘要】
基于氮化钛复合膜及其制备方法
本专利技术涉及一种复合膜及其制备方法，尤其是一种基于氮化钛复合膜及其制备方法。
技术介绍
氮化钛薄膜是一种金属氮化物，具有高硬度和高弹性模量，低摩擦因数，耐磨损以及良好的耐酸碱腐蚀特性，很适合作为耐磨涂层，因而通过物理气相沉积工艺获得的氮化钛薄膜在众多有耐磨、硬度、耐酸碱腐蚀要求的零件上得到广泛应用。常规的氮化钛薄膜制备往往采用单一的电弧技术或者磁控溅射技术，而单一的技术在制备氮化钛涂层时存在一定缺陷。如采用阴极电弧技术制备的氮化钛，制备过程中会有较多大颗粒沉积在薄膜内部形成缺陷，导致涂层内部产生较大的内应力和涂层结构疏松，这些缺陷会降低涂层的耐酸碱腐蚀性；采用磁控溅射制备的氮化钛，与基材的结合力较差、硬度偏低以及耐磨损性能较差。单一工艺制备的涂层的晶粒结构为柱状晶，从基材底层贯穿整个涂层内部，晶粒和晶粒之间存在间隙，这些间隙同样会成为涂层的一些缺陷。不同使用工况下的产品对涂层的性能要求侧重点不一样，如工模具表面的涂层需要具备高硬度、良好的耐磨性等特点；汽车零部件需要涂层具有良好的韧性、良好的附着力以及良好致密性的特点；医疗器械的涂层需要具备高硬度、良好本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于氮化钛复合膜，其特征在于：包括由基材（4）表面向外依次形成的金属底层（1）、支撑层（2）及氮化钛层（3），所述底层（1）是采用阴极电弧技术制备，所述支撑层（2）采用磁控溅射技术制备，所述氮化钛层采用磁控溅射和阴极电弧技术制备的功能层，所述氮化钛层（3）的厚度在1~5μm之间。

【技术特征摘要】
1.基于氮化钛复合膜，其特征在于：包括由基材（4）表面向外依次形成的金属底层（1）、支撑层（2）及氮化钛层（3），所述底层（1）是采用阴极电弧技术制备，所述支撑层（2）采用磁控溅射技术制备，所述氮化钛层采用磁控溅射和阴极电弧技术制备的功能层，所述氮化钛层（3）的厚度在1~5μm之间。2.根据权利要求1所述的氮化钛复合膜，其特征在于：所述金属底层（1）是Cr层、Ti层或Ni层中的一种，并通过阴极电弧技术制备，其厚度在0.2~0.8μm之间。3.根据权利要求2所述的氮化钛复合膜，其特征在于：所述支撑层（2）的厚度在0.8~2μm之间。4.根据权利要求3所述的氮化钛复合膜，其特征在于：所述支撑层（2）中的膜层是CrN层或者是AlTiN层，并通过磁控溅射技术制备。5.根据权利要求1-4任一所述的氮化钛复合膜，其特征在于：所述氮化钛层（3），通过磁控溅射和阴极电弧技术共同工作来完成制备。6.基于氮化钛复合膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1，将基材清洗后放入真空腔内，进行等离子体刻蚀；S2，在0.3~1.2Pa的工艺真空度下，以Cr、Ti或Ni为靶材，在经过清洗的基材表面采用阴极电弧技术制备一层金属底层（1）；S3，在1.0~2.0Pa的工艺真空度下，开启Cr或TiAl靶材的磁控溅射溅射电源，在金属底层（1）表面形成支撑层（2）；S4，在2.0-4.0Pa的工艺真空度下，以两种不同结构的Ti靶材为靶材，同时开启阴极电弧电源和磁控溅射电源，在支撑层（2）上形成1~5μm的TiN层（3）。7.根据权利要求6所述的基于氮化钛复合膜的镀...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨杰平，
申请(专利权)人：杨杰平，
类型：发明
国别省市：江苏,32