一种钛合金材料表面沉积TiCrC涂层的方法技术

本发明专利技术提供一种钛合金材料表面沉积TiCrC涂层的方法，其包括除油清洗步骤、底层制备步骤、过渡层制备步骤、加硬耐磨膜层制备步骤、颜色层制备步骤、冷却出炉步骤。本发明专利技术具有耐腐蚀性强、六价铬含量达标对人体无危害，有效解决了钛合金材质产品pvd后无法返工的问题，提高了生产效率。高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金材料表面沉积TiCrC涂层的方法
[0001]
：本专利技术涉及PVD工艺
，尤其涉及一种钛合金材料表面沉积TiCrC涂层的方法。
[0002]
技术介绍
：当前，各种电子产品高速发展，竞争激烈，产品结构设计轻量化一直是设计人员一直追求的设计理念。如智能手表，蓝牙耳机等电子消费产品，较轻的产品质量，能够给消费者带来比较舒适的穿戴体验和强烈的购买意愿。所以，钛合金材质在这些产品上面得到了广泛的应用。钛合金材料的pvd技术也得到了广泛关注和深入的研究。传统的pvd应用到钛合金材质上，普遍存在着六价铬超标，耐腐蚀性能差，pvd膜层难以脱退（pvd镀膜后的不良产品返工时，不可以在镀过一遍pvd膜层的产品上再镀pvd膜层，需要先脱退掉pvd膜层，然后才可以开始返工。）致使生产过程中的不良产品无法返工的问题。故而，有必要对现有的钛合金PVD工艺进行改进。
[0003]
技术实现思路
：本专利技术就是为了克服现有技术中的不足，提供一种钛合金材料表面沉积TiCrC涂层的方法。
[0004]本申请提供以下技术方案：一种钛合金材料表面物理气相沉积TiCrC膜层的方法，其特征在于：包括有以下工艺步骤，a、除油清洗：a1、将需要加工的产品置于通用除油清洗剂溶液中进行浸泡清洗处理5
‑
10分钟；a2、将经过通用除油清洗剂浸泡清洗处理后的产品置于酒精中进行超声波清洗处理；a3、将经过超声波清洗处理后的产品置于超纯水中进行慢拉脱水处理，超纯水温度大于等于98℃；a4、将经过超纯水慢拉脱水处理后的产品置于烘箱中进行烘烤处理，烘箱采用110
‑
180℃循环风进行烘烤，烘烤处理的时间为30
‑
50分钟；待产品于烘箱中烘烤处理完毕后，将产品移出烘箱并自然冷却至室温；b、底层制备：b1、将经过烘烤处理且冷却至室温的产品置于真空炉中，启动抽真空装置进行抽真空处理并使得真空炉内部的真空度达到0.1Pa，而后开启真空炉的加热装置，当真空炉内部的温度到达200℃后开始计时恒温35
‑
55分钟，恒温时间到达之后关闭真空炉的加热装置并停止加热；b2、继续启动抽真空装置进行抽真空处理炉内温度自然下降降至150℃，直至真空炉内部的真空度达到0.5
‑
0.8
×
10
‑3Pa，而后启动氩气流量控制器并往真空炉内部通入60
‑
100SCCM的氩气，以使得真空炉内部的真空度上升至0.15Pa，此时炉内温度为150℃；b3、依次打开偏压电源、Ti弧靶电源，偏压电源的电压设定为220
‑
300V，Ti弧靶电
源的电流设定为50
‑
65A，在产品离子轰击5
‑
8分钟后关闭弧靶电源，此时产品表面沉积Ti金属底层；c、过渡层制备：c1、启动氩气流量控制器并往真空炉内通入200
‑
250SCCM的氩气，以使得真空炉内部的真空度上升至0.4
‑
0.8Pa，此时，炉内的温度保持恒温或小幅上升3
‑
5℃；c2、将偏压电源的电压设定为100
‑
150V，并开启Ti柱靶中频电源，Ti柱靶中频电源的电流设定为15
‑
25A，在产品离子轰击10
‑
15分钟后，产品于Ti金属底层上沉积Ti过渡层；d、加硬耐磨膜层制备：d1、再次开启氩气流量控制器以及乙炔气流量控制器，真空炉内部通入200
‑
300SCCM氩气且通入80
‑
150SCCM乙炔气体，以使真空炉内部的真空度上升至0.45
‑
0.5Pa，此时炉温150
‑
160℃，从而生成TiCrC硬膜层；d2、将Ti柱靶电源的电流设定为20
‑
30A，Cr柱靶电源的电流设定为20
‑
30A，同时将偏压电源的电压设定为80
‑
100V；完成上述动作之后产品在转向Ti靶，Cr靶时沉积TiCrC加硬耐磨层，沉积时间为60
‑
80分钟；e、颜色层制备：e1、启动氩气流量控制器、乙炔气流量控制器、并往真空炉内部通入200
‑
300SCCM氩气、250
‑
350SCCM的乙炔气体，以使真空炉内部的真空度上升至0.5
‑
0.8Pa；e2、将Ti柱靶电源的电流设定为20
‑
30A，Cr柱靶电源的电流设定为20
‑
30A，同时将偏压电源的电压设定为80
‑
100V，并同时将偏压电源的电压设定为60
‑
80V，完成上述动作之后将在产品上沉积颜色层TiCrC，所述颜色层，沉积时间为30
‑
60分钟；f、冷却出炉；f 1、待颜色层沉积完毕后，依次关闭Ti柱靶中频电源，Cr柱靶中频电源，偏压电源，并关闭氩气流量控制器、乙炔气流量控制器抽真空装置；f2、待上述关闭动作完成后，打开真空炉的炉门并进行开门放气，而后将加工后的产品取出并置于通风干燥处进行自然冷却。
[0005]在上述技术方案的基础上，还可以有以下进一步的技术方案：在所述步骤a1中，所述通用除油清洗剂溶液中的通用除油清洗剂质量浓度为5%
‑
10%。
[0006]在所述步骤a1中，通用除油清洗剂溶液浸泡清洗处理的时间为5
‑
10分钟。
[0007]在所述步骤a4中产品移出烘箱后，送入10W级无尘车间自然冷却至室温。
[0008]在所述步骤a2中超声波清洗的功率为2.5KW，清洗时间为3
‑
8分钟。
[0009]所述步骤e2中的颜色层TiCrC是黑色，所述步骤d2中的TiCrC加硬耐磨层的颜色是灰色。 专利技术优点：本专利技术的一种钛合金材料表面沉积TiCrC涂层的方法具有操作方便，生产效率高，所制备而成的TiCrC涂层具有耐腐蚀性强、六价铬含量达标对人体无危害，有效解决了钛合金材质产品pvd后无法返工的问题。
[0010]具体实施方式：实施例1：一种钛合金材料表面物理气相沉积TiCrC膜层的方法，包括有以下工艺步骤，具体的：
a、除油清洗：a1、将需要加工的产品置于通用除油清洗剂质量浓度为8%中进行浸泡清洗处理6分钟；a2、将经过通用除油清洗剂浸泡清洗处理后的产品置于酒精中进行超声波清洗处理，超声波清洗的功率为2.5KW，超声波清洗处理的时间为4分钟；a3、将经过超声波清洗处理后的产品置于超纯水中进行慢拉脱水处理，超纯水为100℃热水；a4、将经过超纯水慢拉脱水处理后的产品置于烘箱中进行烘烤处理，烘箱采用110
‑
180℃循环风进行烘烤，烘烤处理的时间为50分钟；待产品于烘箱中烘烤处理完毕后，将产品移出烘箱后送入10W级无尘车间自然冷却至室温；b、底层制备：b1、将经过烘烤处理且冷却至室温的产品置于真空炉中，启动抽真空装置进行抽真空处理并使得真空炉内部的真空度达到0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金材料表面物理气相沉积TiCrC膜层的方法，其特征在于：包括有以下工艺步骤，a、除油清洗：a1、将需要加工的产品置于通用除油清洗剂溶液中进行浸泡清洗处理；a2、将经过通用除油清洗剂浸泡清洗处理后的产品置于酒精中进行超声波清洗处理；a3、将经过超声波清洗处理后的产品置于超纯水中进行慢拉脱水处理，超纯水温度大于等于98℃；a4、将经过超纯水慢拉脱水处理后的产品置于烘箱中进行烘烤处理，烘箱采用110
‑
180℃循环风进行烘烤，烘烤处理的时间为30
‑
50分钟；待产品于烘箱中烘烤处理完毕后，将产品移出烘箱并自然冷却至室温；b、底层制备：b1、将经过烘烤处理且冷却至室温的产品置于真空炉中，启动抽真空装置进行抽真空处理并使得真空炉内部的真空度达到0.1Pa，而后开启真空炉的加热装置，当真空炉内部的温度到达200℃后开始计时恒温35
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55分钟，恒温时间到达之后关闭真空炉的加热装置并停止加热；b2、继续启动抽真空装置进行抽真空处理炉内温度自然下降降至150℃，直至真空炉内部的真空度达到0.5
‑
0.8
×
10
‑3Pa，而后启动氩气流量控制器并往真空炉内部通入60
‑
100SCCM的氩气，以使得真空炉内部的真空度上升至0.15Pa，此时炉内温度为150℃；b3、依次打开偏压电源、Ti弧靶电源，偏压电源的电压设定为220
‑
300V，Ti弧靶电源的电流设定为50
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65A，在产品离子轰击5
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8分钟后关闭弧靶电源，此时产品表面沉积Ti金属底层；c、过渡层制备：c1、启动氩气流量控制器并往真空炉内通入200
‑
250SCCM的氩气，以使得真空炉内部的真空度上升至0.4
‑
0.8Pa，此时，炉内的温度保持恒温或小幅上升3
‑
5℃；c2、将偏压电源的电压设定为100
‑
150V，并开启Ti柱靶中频电源，Ti柱靶中频电源的电流设定为15
‑
25A，在产品离子轰击10
‑
15分钟后，产品于Ti金属底层上沉积Ti过渡层；d、加硬耐磨膜层制备：d1、再次开启氩气流量控制器以及乙炔气流量控制器，真空炉内部通入200
‑
300SCCM氩气且通入80
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150SCCM乙炔气体，以使真空炉内部的真空度上升至0...

【专利技术属性】
技术研发人员：施正彪，杜朝晖，李煜，杨勇，
申请(专利权)人：安徽昊方机电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：