镀膜件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种镀膜件，其包括基材及形成于基材表面的合金层，该合金层含有铁、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为60~90%，硅的原子百分含量为1~20%，硼的原子百分含量为1~10%，磷的原子百分含量为1~10%。本发明专利技术还提供一种上述镀膜件的制备方法。本发明专利技术镀膜件的制备方法，采用PVD镀膜技术并使用特殊成份的合金靶，在基材的表面制备获得合金层，所述合金层具有较高的硬度且与基材附着牢固，可有效防止基材被磨损，相应地延长了镀膜件的使用寿命。所述制备方法工艺简单、绿色环保且成本低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)制备保护性涂层已成功地应用于工业。对于一些硬度不高的金属基材，通常在其表面PVD镀过渡金属氮化物和/或碳化物等陶瓷涂层。该类陶瓷涂层具有较高的硬度、良好的化学稳定性，是各类金属基材表面强化硬质薄膜的首选材料。然而它们同时具有高脆性、高残余应力、与金属基材结合力差等缺陷，在施加外力的情况下，所镀的陶瓷涂层容易因为内部的应力缺陷导致失效
技术实现思路
、有鉴于此，本专利技术提供一种有效解决上述问题的PVD镀膜件。另外，本专利技术还提供一种上述镀膜件的制备方法。一种镀膜件，其包括基材及形成于基材表面的合金层，该合金层含有铁、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为6(T90%，硅的原子百分含量为f 20%，硼的原子百分含量为1 10%，磷的原子百分含量为1 10。/0。一种镀膜件的制备方法，其包括如下步骤 提供基材； 制备一合金靶，该合金靶中含有铁、硅、硼及磷； 采用溅射法，并使用上述步骤制备的合金靶，在基材的表面形成一合金层，该合金层含有铁、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为60、0%，硅的原子百分含量为广20%，硼的原子百分含量为广10%，磷的原子百分含量为f 10%。本专利技术镀膜件的制备方法，采用PVD镀膜技术并使用特殊成份的合金靶，在基材的表面制备获得合金层，所述合金层具有较高的硬度，可有效防止基材被磨损，且所述合金层与基材附着牢固，克服了一般硬质膜层具有高脆性、高残余应力等缺陷，相应地延长了镀膜件的使用寿命。所述制备方法工艺简单、绿色环保且成本低廉。附图说明图I是本专利技术一较佳实施例镀膜件的剖视 图2是本专利技术一较佳实施例真空镀膜机的示意图。主要元件符号说明 Wmi^ Ii-O SM~~合金层_1320￥1 莫室iT1 23轨迹丨25I真空泵|30| 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施例方式请参阅图1，本专利技术一较佳实施方式的镀膜件10包括基材11、及形成于基材11表面的合金层13。 基材11的材质可为不锈钢或铜合金，但不限于该两种材质。该合金层13含有铁、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为60、0%，硅的原子百分含量为f 20%，硼的原子百分含量为f 10%，磷的原子百分含量为f 10%。该合金层13的厚度为5(Tl00nm。该合金层13具有较高的硬度。本专利技术一较佳实施方式的镀膜件10的制备方法包括如下步骤 提供基材11。基材11的材质可为不锈钢或铜合金，但不限于该两种材质。对该基材11进行预处理，该预处理可包括除油除蜡、去离子水喷淋及烘干等步骤。制备合金靶23，该合金靶23中含有铁、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为6(T90%，硅的原子百分含量为f 20%，硼的原子百分含量为f 10%，磷的原子百分含量为I 10%。该合金靶23的制备采用电弧熔炼法，使用块状的铁、铁磷合金、硅及硼为原料(纯度均大于99. 9%)，其中原料中铁、硅、硼及磷的原子百分含量分别为6(T90%、f20%、f 10%及广10%;将原料放入一水冷铜坩埚中进行熔炼，熔炼温度为200(T250(rC，反复熔炼至形成均匀的合金坯。由于磷的熔点较低，使用铁磷合金作为磷源加入。该合金靶23的制备也可采用高频感应熔炼法，使用块状或粉状的铁、铁磷合金、硅及硼为原料(纯度均大于99.9%)，其中原料中铁、硅、硼及磷的原子百分含量分别为60 90%、I 20%、ri0%及1 10% ;将原料放入一坩埚中进行熔炼，对坩埚进行感应加热，熔炼温度为180(T200(TC，反复熔炼至形成均匀的合金坯。对合金坯进行机械加工使形成相应的靶材形状，即制得合金靶23。采用溅射法在基材11的表面形成一合金层13，该合金层13含有铁、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为6(T90%，硅的原子百分含量为f 20%，硼的原子百分含量为f 10%，磷的原子百分含量为广10%。结合参阅图2，提供一真空镀膜机20，该真空镀膜机20包括一镀膜室21及连接于镀膜室21的一真空泵30，真空泵30用以对镀膜室21抽真空。该镀膜室21内设有转架(未图示)、相对设置的二合金靶23。转架带动基材11沿圆形的轨迹25公转，且基材11在沿轨迹25公转时亦自转。形成该合金层13的具体操作方法可为将基材11固定于镀膜室21内的转架上，抽真空使该镀膜室21的本底真空度为8X10_3Pa，加热该镀膜室21使基材11的温度为100^1800C ;向镀膜室21内通入工作气体氩气，氩气的流量为15(T300sCCm，开启并设定合金靶23的功率为8 15kw，设定施加于基材11的偏压为-10(T-150V，沉积所述合金层13。沉积所述合金层13的时间为3(T60min。该合金层13的厚度为5(Tl00nm，其具有较高的硬度。这是由于硅、硼及磷的加入，一方面能导致铁基合金的晶格结构发生崎变，可有效抵抗晶体位错的移动，从而提闻材料的强度；另一方面硅、硼及磷元素大部分与铁形成共价键，而共价键的强度较高，从而有效提高了合金层13的硬度。下面通过实施例来对本专利技术进行具体说明。实施例I 本实施例所使用的真空镀膜机20为中频磁控溅射镀膜机。本实施例所使用的基材11的材质为不锈钢。制备合金靶23 :采用电弧熔炼法，使用块状的铁、铁磷合金、硅及硼为原料，其中原料中铁、硅、硼及磷的原子百分含量分别为70%、15%、10%及5%，将原料混合进行熔炼，熔 炼温度为2500°C。沉积合金层13 :基材11的温度为100°C，工作气体氩气的流量为150SCCm，靶材24的功率为15kW，施加于基材11的偏压为-100V，沉积时间为30min。本实施例中合金层13的厚度为50nm。实施例2 本实施例所使用的真空镀膜机20为中频磁控溅射镀膜机。本实施例所使用的基材11的材质为铜合金。制备合金靶23 :采用高频感应熔炼法，使用块状的铁、铁磷合金、硅及硼为原料，其中原料中铁、硅、硼及磷的原子百分含量分别为90%、5%、4%及1%，将原料混合进行熔炼，熔炼温度为2000°C。沉积合金层13 :基材11的温度为180°C，工作气体氩气的流量为300SCCm，靶材24的功率8kW，施加于基材11的偏压为-150V，沉积时间为60min。本实施例中合金层13的厚度为lOOnm。硬度测试结果表明，由本专利技术实施例I及2所制得的合金层13的铅笔硬度均大于9H。本专利技术镀膜件10的制备方法，采用PVD镀膜技术并使用特殊成份的合金靶23，在基材11的表面制备获得合金层13，所述合金层13具有较高的硬度，可有效防止基材11被磨损，且该合金层13与基材11附着牢固，克服了一般硬质膜层具有高脆性、高残余应力等的缺陷，相应地延长了镀膜件10的使用寿命。所述制备方法工艺简单、绿色环保，且使用的合金靶，其原料成本及制造成本低廉，可降低镀膜件10的制备成本。权利要求1.一种镀膜件，包括基材及形成于基材表面的合金层，其特征在于该合金层含有鉄、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为6(T90%，硅的原子百分含量为f 20%，硼的原子百分含量为广10%，磷的原子百分含量为f 10%。2.如权利要求I所述的镀膜件，其特征在于该基材的材质为不锈钢或铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀膜件，包括基材及形成于基材表面的合金层，其特征在于：该合金层含有铁、硅、硼及磷，其中铁的原子百分含量为60~90%，硅的原子百分含量为1~20%，硼的原子百分含量为1~10%，磷的原子百分含量为1~10%。

【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，戴龙文，林顺茂，
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：