一种在4Cr13不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种在4Cr13不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺，它是对4Cr13不锈钢游标卡尺表面进行物理和化学清洗；其次利用电弧离子镀或离子溅射镀或射频溅射镀技术，在4Cr13马氏体不锈钢游标卡尺表面沉积0.1～0.5μm的纯金属或合金作为过渡层，该过渡层可以是纯钛或纯镍或纯铜或纯钼或纯铬等，合金可以是铁碳合金或钨钼合金或镍铬合金等；第三再通入一定比例的反应气体氮气和氩气，沉积厚度为0.5～1μm氮化钛硬质薄膜层。本发明专利技术的在游标卡尺等工具表面沉积的氮化钛薄膜具有高强度、高硬度、耐腐蚀、抗磨损以及良好的视觉效果。

【技术实现步骤摘要】
一种在4Cr 13不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺
本专利技术属于表面工程
，具体是一种在4Crl3不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺。
技术介绍
游标卡尺具有结构简单、使用方便、精度高和被测工件尺寸范围宽等特点，是一种工业上广泛使用的测量工具。其材质一般主要选用马氏体不锈钢。这类钢具有强度高、变形小和淬透性好等优点,但其耐蚀性、表面质量、耐磨性相对较差。本专利技术是在其表面沉积氮化钛硬质薄膜层，提高其表面性能获得更好的实用性。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供的一种在4Crl3不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺。实现本专利技术目的的技术方案是: 一种在4Crl3不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺是:首先对4Crl3不锈钢游标卡尺表面清洗，包括物理和化学清洗；其次利用电弧离子镀或离子溅射镀或射频溅射镀技术，在4Crl3马氏体不锈钢游标卡尺表面沉积0.1~0.5 μ m的纯金属或合金作为过渡层，该过渡层可以是纯钛或纯镍或纯铜或纯钥或纯铬等，合金可以是铁碳合金或钨钥合金或镍铬合金等；过渡层是为了提高薄膜与基体之间的结合强度；最后再通入一定比例的反应气体氮气和氩气，沉积厚度·为0.5~I μ m氮化钛硬质薄膜层。具体包括如下步骤: (1)将4Crl3不锈钢游标卡尺放入丙酮溶液进行超声波清洗10~30分钟，然后用无水酒精进行超声波清洗10~30分钟，最后用吹风机吹干； (2)将表面经过清洁的4Crl3不锈钢游标卡尺，放入离子镀沉积设备中，抽真空到1X10_3~2X10_4Pa时，通入氩气，开启偏压电源，偏压幅值调至-600~-800 V，对卡尺进行轰击活化清洗10~30min ； (3)轰击活化清洗后通入Ar气至工作气压IPa~10_2Pa，调节溅射电源的电流、电压、试样负偏压等工艺参数，该电源可以是电弧电源或离子溅射电源或者射频溅射电源。沉积时间1(T30 min，制备一层纯金属或合金作为过渡层，该过渡层可以是纯钛或纯镍或纯铜或纯钥或纯铬等，合金可以是铁碳合金或钨钥合金或镍铬合金等； (4)过渡层制备结束，通入一定比例的反应气体氮气和氩气，调节溅射电源的电流、电压以及试样偏压，进行40~60分钟的氮化钛沉积。步骤(3)所述的工作温度在200~300° C。步骤(3)所述的溅射电源，可以是电弧电源或离子溅射电源或者射频溅射电源。本专利技术创新点是:在游标卡尺等工具表面沉积的氮化钛薄膜具有高强度、高硬度、耐腐蚀、抗磨损以及良好的视觉效果的特点。【具体实施方式】以下通过具体的实例来进一步说明本专利技术。选择4Crl3马氏体不锈钢游标卡尺，卡尺长度300 mm。设备选用TSU-650超高真空磁控溅射及离子镀沉积设备。首先将4Crl3马氏体不锈钢游标卡尺放入丙酮溶液进行超声波清洗10~20分钟，然后用无水酒精进行超声波清洗10~20分钟，最后用吹风机吹干；将表面洁净的卡尺固定在TSU-650超高真空磁控溅射及离子镀沉积设备内的工件架上，工件架公转的同时可进行自转。装好后关闭腔室门，用无水酒精擦拭密封圈，确保其上面没有杂质。开启真空系统开始抽真空，抽至一定真空度时开启加热系统，加热到所设定300 ° C的温度。 当腔室真空抽至IX 10_3 Pa时，通入氩气，开启偏压电源，偏压幅值调至-800 V,对试样进行轰击活化清洗30min。清洗结束后停止通气体，继续抽真空至8X 10_4Pa后，通入Ar气至工作气压0.8 Pa，调节弧电流75 A、负偏压-200 V，点燃纯Ti靶，沉积时间15min，制备一定厚度纯Ti层作为过渡层。之后停止通气体继续抽真空，抽真空至8X 10_4 Pa时，通入反应气体至所需工作气压0.8 Pa，设置弧电流75 A，负偏压-200 V，氩氮气体比例1:8，基体温度300 ° C，开启靶材弧电源进行薄膜的沉积，沉积时间60 min。当工件冷却到50 °C以下取出工件，先停止分子泵，待分子泵全部停止后再停止机械泵。试样表面即可获得表面致密的氮化钛涂层。产品经测试，氮化钛薄膜强度高、硬度高，耐腐蚀、抗磨损能力强。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在4Cr13不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺，其特征是：包括如下步骤：（1）将4Cr13不锈钢游标卡尺放入丙酮溶液进行超声波清洗10～30分钟，然后用无水酒精进行超声波清洗10～30分钟，最后用吹风机吹干；（2）将表面经过清洁的4Cr13不锈钢游标卡尺，放入离子镀沉积设备中，抽真空到1×10?3?～2×10?4?Pa时，通入氩气，开启偏压电源，偏压幅值调至?600～﹣800?V，对卡尺进行轰击活化清洗10～30min；（3）轰击活化清洗后通入Ar气至工作气压1?Pa～10?2Pa，调节溅射电源的电流、电压、试样负偏压等工艺参数，该电源可以是电弧电源或离子溅射电源或者射频溅射电源，沉积时间10~30?min，制备一层纯金属或合金作为过渡层，该过渡层可以是纯钛或纯镍或纯铜或纯钼或纯铬等，合金可以是铁碳合金或钨钼合金或镍铬合金等；（4）过渡层制备结束，通入一定比例的反应气体氮气和氩气，调节溅射电源的电流、电压以及试样偏压，进行40～60分钟的氮化钛沉积。

【技术特征摘要】
1.一种在4Crl3不锈钢游标卡尺表面沉积氮化钛薄膜的工艺，其特征是:包括如下步骤: (1)将4Crl3不锈钢游标卡尺放入丙酮溶液进行超声波清洗10~30分钟，然后用无水酒精进行超声波清洗10~30分钟，最后用吹风机吹干； (2)将表面经过清洁的4Crl3不锈钢游标卡尺，放入离子镀沉积设备中，抽真空到1X10_3~2X10_4Pa时，通入氩气，开启偏压电源，偏压幅值调至-600~-800 V，对卡尺进行轰击活化清洗10~30min ； (3)轰击活化清洗后通入Ar气至工作气压IPa~10_2Pa，调节溅射电源的电流、电压、试样负偏压等工艺参数，该电源可以是电弧电源或离子溅射...

【专利技术属性】
技术研发人员：高原，陆小会，董中新，王成磊，张焱，吴炜钦，韦文竹，张光耀，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：