TiCN制造技术

本申请涉及一种

【技术实现步骤摘要】
TiCN涂层及其制备方法


[0001]本申请涉及刀具表面处理
，特别是涉及一种
TiCN
涂层及其制备方法
。

技术介绍

[0002]TiCN
涂层具有较好的涂层性能，主要应用于丝锥
、
钻头
、
滚刀
、
刀片等领域
。
相关技术中提供了一种
TiCN
涂层的制备方法，通过电弧离子镀或磁控溅射的方式制备
TiCN
涂层
。
[0003]然而，相关技术中
TiCN
涂层的制备方法，存在难以调节
TiCN
涂层的硬度或摩擦系数的问题
。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对相关技术中难以调节
TiCN
涂层的硬度或摩擦系数的问题，提供一种易于调节
TiCN
涂层的硬度或摩擦系数的
TiCN
涂层及其制备方法
。
[0005]根据本申请的一个方面，提供一种
TiCN
涂层的制备方法，包括：
[0006]在基体上沉积过渡层；
[0007]在含氩气和氮气的气氛下，对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜，以在所述过渡层上沉积
Ti
x
C
y
N
z
功能层；所述对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜包括：同步开启所述磁控
Ti
靶和所述磁控
TiC
靶，调节所述磁控
Ti
靶的功率为第一预设功率，调节所述磁控
TiC
靶的功率为第二预设功率；
[0008]其中，
x+y+z=1
，
0.45≤x≤0.55
，
0.45≤y+z≤0.55。
[0009]上述
TiCN
涂层的制备方法，通过采用磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射，并调节磁控
Ti
靶的功率为第一预设功率，调节磁控
TiC
靶的功率为第二预设功率，以能够通过分别调节第一预设功率与第二预设功率的大小，而调节
Ti
x
C
y
N
z
功能层中各元素的成分，进而调节
Ti
x
C
y
N
z
功能层的硬度和摩擦系数等性能
。
由于通过调节磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶的功率而调节
Ti
x
C
y
N
z
功能层中各元素的成分，相比于制定不同成分的
TiC
靶材，制程更加简单，因此使
Ti
x
C
y
N
z
功能层的硬度或摩擦系数更易调节
。
[0010]在其中一个实施例中，所述第一预设功率大于等于
2kW
并小于等于
8kW
，所述第二预设功率大于等于
3kW
并小于等于
6kW。
[0011]在其中一个实施例中，对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜的频率为
300Hz
至
4000Hz
，占空比为5％至
30
％
。
[0012]在其中一个实施例中，在所述同步开启所述磁控
Ti
靶和所述磁控
TiC
靶，调节所述磁控
Ti
靶的功率为第一预设功率，调节所述磁控
TiC
靶的功率为第二预设功率之后，所述对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜还包括：
[0013]向腔体内输入氩气和氮气，调节氩气和氮气的气流量，使氩气和氮气的气流量的比值为2至5，保持所述腔体的气压为
0.5Pa
至
1.2Pa
，调节脉冲偏压为
‑
60V
至
‑
800V
，频率为
20kHz
至
50kHz
，占空比为
30
％至
90
％
。
[0014]在其中一个实施例中，所述在基体上沉积过渡层包括：
[0015]在含氮气的气氛下，对电弧靶进行脉冲高偏压电弧离子镀膜，以在所述基体上沉积所述过渡层；
[0016]其中，所述电弧靶包括电弧
Ti
靶或电弧
Cr
靶，当所述电弧靶包括所述电弧
Ti
靶时，所述过渡层包括
TiN
过渡层，当所述电弧靶包括所述电弧
Cr
靶时，所述过渡层包括
CrN
过渡层
。
[0017]在其中一个实施例中，所述在含氮气的气氛下，对电弧靶进行脉冲高偏压电弧离子镀膜，以在所述基体上沉积所述过渡层包括：
[0018]向腔体内输入氮气，保持所述腔体的气压为
1.5Pa
至
3.5Pa
，开启所述电弧靶，调节所述电弧靶的靶电流为
50A
至
300A
，频率为
300Hz
至
700Hz
，占空比为
20
％至
60
％，调节脉冲偏压为
‑
60V
至
‑
800V
，频率为
20kHz
至
50kHz
，占空比为
30
％至
90
％
。
[0019]在其中一个实施例中，在所述在基体上沉积过渡层之前，所述
TiCN
涂层的制备方法还包括：对所述基体进行离子刻蚀，所述对所述基体进行离子刻蚀包括：
[0020]在
100V
至
250V
的偏压电压下，向腔体内输入流量为
200sccm
至
500sccm
的氩气，保持所述腔体的气压为
0.8Pa
至
2Pa。
[0021]在其中一个实施例中，在所述对所述基体进行离子刻蚀之前，所述
TiCN
涂层的制备方法还包括：对所述基体进行氢气刻蚀，所述对所述基体进行氢气刻蚀包括：
[0022]在
30V
至
90V
的负偏压电压下，向所述腔体内输入氩气和氢气，并调节氩气和氢气的气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
TiCN
涂层的制备方法，其特征在于，包括：在基体上沉积过渡层；在含氩气和氮气的气氛下，对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜，以在所述过渡层上沉积
Ti
x
C
y
N
z
功能层；所述对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜包括：同步开启所述磁控
Ti
靶和所述磁控
TiC
靶，调节所述磁控
Ti
靶的功率为第一预设功率，调节所述磁控
TiC
靶的功率为第二预设功率；其中，
x+y+z=1
，
0.45≤x≤0.55
，
0.45≤y+z≤0.55。2.
根据权利要求1所述的
TiCN
涂层的制备方法，其特征在于，所述第一预设功率大于等于
2kW
并小于等于
8kW
，所述第二预设功率大于等于
3kW
并小于等于
6kW。3.
根据权利要求1所述的
TiCN
涂层的制备方法，其特征在于，对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜的频率为
300Hz
至
4000Hz
，占空比为5％至
30
％
。4.
根据权利要求1所述的
TiCN
涂层的制备方法，其特征在于，在所述同步开启所述磁控
Ti
靶和所述磁控
TiC
靶，调节所述磁控
Ti
靶的功率为第一预设功率，调节所述磁控
TiC
靶的功率为第二预设功率之后，所述对磁控
Ti
靶和磁控
TiC
靶进行高能脉冲磁控溅射镀膜还包括：向腔体内输入氩气和氮气，调节氩气和氮气的气流量，使氩气和氮气的气流量的比值为2至5，保持所述腔体的气压为
0.5Pa
至
1.2Pa
，调节脉冲偏压为
‑
60V
至
‑
800V
，频率为
20kHz
至
50kHz
，占空比为
30
％至
90
％
。5.
根据权利要求1所述的
TiCN
涂层的制备方法，其特征在于，所述在基体上沉积过渡层包括：在含氮气的气氛下，对电弧靶进行脉冲高偏压电弧离子镀膜，以在所述基体上沉积所述过渡层；其中，所述电弧靶包括电弧
Ti
靶或电弧
Cr
靶，当所述电弧靶包括所述电弧
Ti
靶时，所述过渡层包括
TiN
过渡层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚奋，王晓琴，李立升，
申请(专利权)人：广东华升纳米科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：