铁基合金表面镀膜方法及由该方法其制得的镀膜件技术

本发明专利技术提供一种铁基合金表面镀膜方法，包括以下步骤：提供铁基合金基体；于基体上溅镀铬金属层；于铬金属层上蒸镀二氧化硅层；于二氧化硅层上蒸镀氧化铝层；于氧化铝层上蒸镀氮化硼层。本发明专利技术还提供一种由上述被方法制得的镀膜件。本发明专利技术的镀膜件具有较好高温抗氧化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁基合金表面镀膜方法及由该方法制得的镀膜件。
技术介绍
铁基合金(比如模具钢)在高温下使用时，表面很容易被氧化，高温形成的不均匀氧化层不仅会降低产品的表面质量，而且铁基合金在重复使用的过程中，形成的氧化皮膜易剥落，暴露的基体在高温下将会继续被腐蚀，降低了铁基合金的使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种铁基合金表面镀膜方法，使铁基合金表面具有较好的高温抗氧化性。 另外，还有必要提供一种上述镀膜方法制得的镀膜件。一种铁基合金表面镀膜方法，包括以下步骤 提供铁基合金基体； 于基体上溅镀铬金属层； 于铬金属层上蒸镀二氧化娃层； 于二氧化硅层上蒸镀氧化铝层； 于氧化铝层上蒸镀氮化硼层。一种镀膜件，包括铁基合金基体，该镀膜件还包形成于基体上的铬金属层、形成于铬金属层上的二氧化硅层、形成于二氧化硅层的氧化铝层以及形成于氧化铝层上的氮化硼层。上述镀膜件采用铬金属层做打底层，增加了整个膜层与铁基合金基体的结合力。二氧化硅层及氧化铝层熔点高，具有很好的致密性，可以阻止氧气渗入，保护基体高温下不被氧化。氮化硼层具有较好的润滑性，当镀膜件用于模具时，可以提高基体表面的流动性，易于脱模。附图说明图I为本专利技术较佳实施例的镀膜件的剖视示意图。图2为本专利技术较佳实施例的铁基合金表面镀膜方法中所用溅射设备的示意图。图3为本专利技术较佳实施例的铁基合金表面镀膜方法中所用蒸镀设备的示意图。主要元件符号说明Wmit^ |ι~ SW~~ 铬金属层_13 二氧化硅层^~ 氧化铝层 TF 氮化硼层 16 減射设备_30^真空室真空泵32气源通道33转架_35铬靶36蒸发电源39蒸镀设备40 镀膜室41支撑架43蒸镀靶材丨ゐ 如下具体实施方式将结合上述附图进ー步说明本专利技术。具体实施例方式本专利技术ー较佳实施方式的铁基合金表面镀膜方法包括如下步骤 请參阅图1，提供铁基合金基体11，该基体11的材质可以为刃具钢、模具钢、量具钢及含铬的不锈钢等。对基体11进行去污清洗。该清洗步骤可将基体11放入盛装有こ醇或丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗，以除去基体11表面的杂质和油污等，清洗完毕后烘干备用。请结合參阅图2，提供ー溅射设备30，本实施例的溅射溅射设备30为磁控溅射镀膜机。溅射设备30包括真空室31、用以对真空室31抽真空的真空泵32以及与真空室31相通的气源通道33。该真空室31内设有转架35、铬靶36及用于控制所述溅射靶材的蒸发电源39。转架35带动基体11做圆周运行，且基体11在随转架35运行的同时也进行自转。镀膜时，溅射气体与反应气体经由气源通道33进入真空室31。对基体11进行氩气等离子体清洗，使基体11表面进ー步清洁，以提高后续镀层的附着力。该等离子体清洗过程如下将基体11放入溅射设备30的真空室31内，将真空室31抽真空至3X 10_5torr 5X 10_5torr，并保持该真空度不变；然后向真空室31内通入流量为100 400sccm (标准状态毫升/分钟)的氩气(纯度为99. 999%)，并施加-200 -300V的偏压于基体11，对基体11表面进行氩气等离子体清洗，清洗时间为3 20min。在基体11上溅射铬金属层13。调节氩气流量为10(T300sccm，调节偏压至-10(T-300V，将基体11温度控制在20 200°C。采用直流磁控电源为蒸发电源，开启铬靶36，调节铬靶36的功率为8 12kW，对基体11溅射5 20分钟，以于基体11表面形成该铬金属层13。关闭铬靶36，取出镀覆有铬金属层13的基体11。在铬金属层13上蒸镀ニ氧化硅层14。请ー并參阅图3，提供一蒸镀设备40，该蒸镀设备40包括一镀膜室41、位于镀膜室41内的支撑架43及与支撑架43相对设置的蒸镀靶材45。支撑架43用于承载待镀基体11，并带动基体11做圆周运动。本实施例的蒸镀设备40采用电子束轰击的方式使蒸镀靶材45加热蒸发。将镀覆有铬金属层13的基体11置于蒸镀设备40的镀膜室41中。对镀膜室41抽真空至4X 10_5torr 6X 10_5torr，并保持该真空度不变；基体11温度控制在100 200°C，向镀膜室41内通入流量为5 20SCCm的氧气，以ニ氧化硅为蒸镀靶材，调节电子束电流值为9(Tl20mA，以5 20nm/s的速度沉积该ニ氧化硅层14。沉积时间为10 30min。继续用蒸镀法在该ニ氧化硅层14上沉积ー层氧化铝层15。以三氧化ニ铝为蒸镀靶材，基体11温度控制在100 200°C，调节电子束电流值为70 100mA，控制氧气流量为15 30sccm,以5 20nm/s的速度沉积该氧化招层15。沉积时间为10 20min。继续用蒸镀法在该氧化铝层15上沉积ー层氮化硼层16。停止向镀膜室41通入氧气，改为通入流量为15 30sccm的氮气，以氮化硼为蒸镀祀材，基体11温度控制在100 200°C，调节电子束电流值为60 90mA，以O. 5 2. 5nm/s的速度沉积该氮化硼层16。沉积时间为10 30min。由此获得以铁基合金为基材的镀膜件10。待冷却后，取出锻I旲件10。请再參阅图1，由上述铁基合金表面镀膜方法制得的镀膜件10包括基体11、形成于基体11上的铬金属层13、形成于铬金属层13上的ニ氧化娃层14、形成于该ニ氧化娃层 14上的氧化铝层15以及形成形成于氧化铝层15上的氮化硼层16。该基体11的材质可以为刃具钢、模具钢、量具钢及含铬的不锈钢等。该铬金属层13的厚度大约为2(T80nm。该ニ氧化硅层14的厚度大约为3 10 μ m。该氧化招层15的厚度大约为3 5 μ m。氮化硼层16的厚度大约为600ηηΓ3 μ m。上述镀膜件10采用铬金属层13做打底层，増加了整个膜层与铁基合金基体的结合力。ニ氧化硅层14及氧化铝层15熔点高，具有很好的致密性，可以阻止氧气渗入，保护基体11高温下不被氧化。氮化硼层16具有较好的润滑性，当镀膜件用于模具时，可以提高基体表面的流动性，易于脱摸。上述铁基合金表面镀膜方法采用溅镀的方法沉积该与基体11直接结合的铬金属层13，使铬金属层13具有较好的结合力；而ニ氧化硅层14、氧化铝层15及氮化硼层16则采用蒸镀的方式沉积，且在沉积ニ氧化硅层14和氧化铝层过程中通入氧气，在沉积氮化硼层16过程通入氮气，以补充沉积过程中缺失的少量氧原子和氮原子，保证沉积的膜层为符合标准化学配比的化合物组成。下面通过实施例来对本专利技术进行具体说明。实施例I 本实施例所使用的基体11的材质为S316型号模具钢，溅射设备30的真空室31的真空度为3X 10_5torr，蒸镀设备40的镀膜室41的真空度为5X 10_5torr。等离子体清洗氩气流量为300sccm，基体11的偏压为-300V，等离子体清洗时间为 5min。溅镀铬金属层13 :铬靶36的功率为8kW，氩气流量为150sCCm，基体11的偏压为-150V，基体11温度为30°C，溅射时间为6min ;该铬金属层13的厚度为25nm。蒸镀ニ氧化硅层14 :电子束电流值为90mA，氧气流量为5sCCm，基体11的温度为120°C，沉积速率为5nm/s，沉积时间为IOmin ;该ニ氧化硅层14的厚度为3 μ m。蒸镀氧化铝层15 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铁基合金表面镀膜方法，包括以下步骤：提供铁基合金基体；于基体上溅镀铬金属层；于铬金属层上蒸镀二氧化硅层；于二氧化硅层上蒸镀氧化铝层；于氧化铝层上蒸镀氮化硼层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新倍，陈文荣，蒋焕梧，陈正士，王莹莹，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：