[发明专利]涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法无效

专利信息
申请号: 201010289292.7 申请日: 2010-09-23
公开(公告)号: CN102409302A 公开(公告)日: 2012-04-11
发明(设计)人: 张新倍;陈文荣;蒋焕梧;陈正士;马闯 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
主分类号: C23C14/35 分类号: C23C14/35;C23C14/06;B32B15/04
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摘要:
搜索关键词: 涂层 具有 被覆 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法,特别涉及一种以真空镀膜的方式形成的涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法。

背景技术

真空镀膜工艺在工业领域有着广泛的应用,其中,TiN薄膜镀覆在刀具或模具表面能大幅提高刀具和模具的使用寿命。然而,随着金属切削加工朝高切削速度、高进给速度、高加工温度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性方面发展,对表面涂层的性能提出了更高的要求。传统的TiN涂层在硬度、韧性及耐磨性等方面已经不能满足要求。

ZrN薄膜由于其硬度与韧性均优于TiN薄膜而受到人们的广泛关注。但单一的ZrN薄膜在硬度、韧性及耐磨性等方面几乎已经没有提高的空间,很难满足现代工业的需求。

发明内容

有鉴于此,有必要提供一种具有高硬度、良好的韧性及耐磨性的涂层。

另外,有必要提供一种具有上述涂层的被覆件。

还有必要提供一种上述被覆件的制备方法。

一种涂层,包括沉积层,该沉积层为ZrYN层,该沉积层以磁控溅射镀膜法形成。

一种被覆件,包括基体、依次形成于该基体表面的结合层及涂层,该结合层为ZrY层,该涂层包括沉积层,该沉积层为ZrYN层。

一种被覆件的制备方法,包括以下步骤:

提供基体;

以锆钇复合靶为靶材,于该基体上磁控溅射镀膜结合层,该结合层为ZrY层;

以氮气为反应气体,以锆钇复合靶为靶材,于该结合层上磁控溅射沉积层,该沉积层为ZrYN层。

相较于现有技术,所述的涂层在其沉积层的形成过程中引入Y原子,该Y原子能够起到细化晶粒的作用,可有效地提高该涂层的硬度、韧性及致密性。所述的被覆件在基体与沉积层之间设置一ZrY结合层,由于该结合层的化学稳定性与热膨胀系数介于基体与沉积层之间,因而可有效提高涂层与基体之间的结合力。所述涂层的硬度、韧性的提高及涂层与基体之间结合力的增强,可显著地提高所述被覆件的耐磨性及使用寿命。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的涂层的剖视图;

图2为本发明较佳实施例的被覆件的剖视图。

主要元件符号说明

基体          10

结合层        20

涂层          30

沉积层        31

颜色层        33

被覆件        40

具体实施方式

请参阅图1,本发明一较佳实施例的涂层30形成于一基体的表面。该涂层30包括一沉积层31,该沉积层31为一锆钇氮(ZrYN)层,其厚度为0.5~3.0μm,优选为2.0μm。该涂层30的显微硬度可达47GPa。该涂层30通过磁控溅射法沉积形成。

可以理解的,所述涂层30还可包括镀覆于沉积层31表面的一颜色层33,以增强该涂层30的美观性。

请参阅图2,本发明一较佳实施例的被覆件40包括一基体10、依次形成于该基体10表面的一结合层20及一涂层30。该被覆件40可以为各类切削刀具、精密量具或模具。该基体10的材质可以为高速钢、硬质合金及不锈钢等。

该结合层20用以提高涂层30与基体10之间的结合力。本实施例中,该结合层20为一ZrY层,其厚度为50~200nm,优选为100nm。该结合层20通过磁控溅射法沉积形成。

所述被覆件40的制造方法主要包括如下步骤:

提供一基体10,依次用去离子水和无水乙醇对该基体10表面进行擦拭,将擦拭后的基体10放入盛装有丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗,以除去基体10表面的杂质和油污等。清洗完毕后吹干备用。

对经上述处理后的基体10的表面进行氩气等离子体清洗,以进一步去除基体10表面的杂质,同时增加基体10表面的粗糙度,以改善基体10表面与后续涂层的结合力。具体操作及工艺参数可为:将基体10放入一磁控溅射镀膜机(图未示)的镀膜室内,抽真空该镀膜室至真空度为1.0×10-3Pa,以250~500sccm的流量向镀膜室中通入纯度为99.999%的氩气,并于基体10上施加-300~-500V的偏压,在所述镀膜室中形成高频电压,使所述氩气发生离子化而产生氩气等离子体对基体11的表面进行物理轰击,而达到对基体11表面清洗的目的。所述氩气等离子体清洗的时间为3~5min。

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