[发明专利]一种装饰用蓝色陶瓷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

1)工件表面预处理：将待处理的工件清洗，获得清洁表面，然后将工件通过无油压缩空气吹干待用；

2)工件炉内刻蚀：采用空心阴极枪作为离子源，在真空室内通入氩气，维持炉内真空压力为0.1‐0.3Pa，启动炉内刻蚀模式，辅助阳极和阴极钽管组成回路系统，施加120‐150A直流电流，在待镀工件上施加脉冲偏压300‐500V，刻蚀时间20‐40分钟后，关闭离子源；

3)工件表面制备金属过渡层：真空室内通入氩气，并维持真空压力为0.2‐0.5Pa，开动真空阴极枪的镀膜模式，将阴极钽管和坩埚阳极连成电路回路系统，施加150‐200A的直流电流，并聚焦等离子体束斑尺寸，蒸发坩埚内放置的金属或合金，通过脉冲偏压对工件施加150‐300V的偏压，在偏压作用下，金属离子高能轰击工件表面，并沉积为金属过渡层；在工件表面获得0.1‐0.3微米厚的金属过渡层后关闭蒸镀系统；所述的金属为纯钛、纯铬或纯锆；所述合金为TiAl合金或CrAl合金；

4)制备耐磨硬质涂层：采用溅射技术、离子蒸镀技术和多弧离子镀技术中的一种或多种在金属过渡层上涂制氮化物、碳化物和碳氮化物涂层；

5)制备金属氮氧化物涂层：通入氩气，使得真空室内氩气分压为0.1‐0.3Pa；调节氮气和氧气的流速，氮气流速：氧气流速＝1：10～1：1，保持真空室总压力为0.4‐0.8Pa；真空室布置3对共6个孪生磁控溅射靶，其中5个为纯金属靶，控制靶电流10‐30A；另一个为含铝或硅的单质靶或合金靶，靶电流10‐20A；开动所有磁控溅射靶，涂覆金属氮氧化物，在线晶控仪控制涂覆的氮氧化物层厚度，当达到260‐340纳米厚度时关闭磁控电源；所述纯金属靶为Ti靶、Zr靶、Ta靶或Nb靶；所述合金靶为Cr50Al50靶、Ti50Al50靶或Ti80Si20靶。

2.根据权利要求1所述的装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述多弧离子镀技术是在真空室内装换6个多弧纯金属靶；通入氮气，或通入氮气与甲烷，其中氮气流速：甲烷流速＝3：1；保持真空室压力为0.2‐0.5Pa，轮流或者单独开启6个中的4个多弧纯金属靶，涂覆20‐90分钟，偏压由从150V调低到70V；涂覆后关闭所有多弧电源，关闭甲烷气体和氮气。

3.根据权利要求2所述的装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述多弧纯金属靶为Ti靶、Cr靶或Zr靶。

4.根据权利要求1所述的装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述耐磨硬质涂层为TiN、Cr、ZrN或TiCN耐磨硬质涂层。

5.根据权利要求1所述的装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述耐磨硬质涂层的厚度为0.3‐2微米。

6.根据权利要求1所述的装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述涂覆金属氮氧化物的时间为20‐40分钟，获得的氧氮化物涂层的色度为L＝40±5,a*＝‐7±3,b*＝‐20±5。

7.根据权利要求6所述的装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述涂覆金属氮氧化物的时间为25‐35分钟，获得氧氮化物涂层的色度为L＝40±2,a*＝‐7±1,b*＝‐20±2。

8.根据权利要求1所述的装饰用蓝色陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，所述清洗包括依次进行的除油、漂洗、超声清洗、漂洗、酸性溶液清洗、碱性溶液中和、漂洗、去离子水漂洗、防腐剂漂洗。

9.一种装饰用蓝色陶瓷涂层，其特征在于，其由权利要求1‐8中任一种制备方法制得，该装饰用蓝色陶瓷涂层在基体上依次由金属过渡层、耐磨硬质涂层和金属氧氮化物涂层组成，金属过渡层的厚度为0.1‐0.3微米，耐磨硬质涂层的厚度为为0.3‐2微米，金属氧氮化物涂层的厚度为260‐340纳米。

10.根据权利要求9所述的装饰用蓝色陶瓷涂层，其特征在于，所述金属氧氮化物涂层的金属氧氮化物化学式为(Me1,Me2)O_xN_y，其中Me1是指Zr,Ti,Ta,Nb中的一种或两种组合，Me2是指Al和/或Si，其中原子含量百分比为:{[Me1]+[Me2]}/{{O}+[N]}＝1:1.5～1:2，[Me1]/[Me2]＝80％‐95％，[o]/[N]＝85％‐98％；其中x+y＝1，y的变动范围为0‐0.05。