[发明专利]可调控磁场电弧离子镀制备氮基硬质涂层的工艺方法

权利要求书

1.一种可调控磁场电弧离子镀技术制备氮基硬质涂层的工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、基片预处理：对基片进行抛光处理；

b、基片超声清洗：对抛光后的基片进行超声清洗；

c、基片表面刻蚀清洗：将超声清洗后的基片放入真空室内，抽气至本底真空，开启刻蚀弧电源对基片表面进行刻蚀清洗；具体为：

抽气至本底真空，气压为5×10^-3Pa～9×10^-3Pa，同时将真空室加热到300℃～500℃；打开工件转架，转速为6Hz～12Hz，通入100sccm～200sccm氩气，调节光栅阀角度使工作气压为0.3Pa～0.5Pa；开启偏压电源，对基片施加负偏压，负偏压的施加是一个逐渐递增的过程，最大值为100V～200V，防止工件打火；开启刻蚀弧电源，弧电流为100A～180A，刻蚀时间为30min～60min，刻蚀的厚度为200nm～400nm；

d、沉积氮基硬质涂层：对刻蚀清洗后的基片进行电弧离子镀膜，调节电磁场线圈的电源参数以改变电磁场的强度和方向，使弧斑在靶面上以靶材中心为圆心做稳定地缩放运动，均匀地刻蚀靶材,电源参数包括电压、电流以及脉冲时间；

具体为：

向真空室通入200sccm～900sccm氮气，调节光栅阀角度使工作气压为1Pa～5Pa，真空室温度维持在300℃～500℃，工件架转速为6Hz～12Hz；开启电磁场线圈电源，调节脉冲电源参数；然后开启偏压电源，对基片施加最大值为100V～200V的负偏压；最后开启弧电源进行涂层沉积，弧电流为80A～150A，沉积时间为30min～120min；通过调节电磁场线圈的电源参数使弧斑在靶面上以靶材中心为圆心做稳定地缩放运动，均匀地刻蚀靶材；

沉积涂层过程中需要调节偏压，先施加高偏压提高结合力，最后5min～25min采用小偏压；

e、出炉：向真空室内通入一段时间的氮气，最后放气取出镀膜后的基片。

2.根据权利要求1所述的可调控磁场电弧离子镀技术制备氮基硬质涂层的工艺方法，其特征在于，步骤b具体为：

将去离子水与清洗剂按1:5～1:15比例混合，进行超声清洗10min～60min，超声清洗时温度维持在20℃～50℃；再用去离子水超声漂洗5min～30min后用无水乙醇脱水，基片清洗结束后吹干或烘干放入真空室。

3.根据权利要求1所述的可调控磁场电弧离子镀技术制备氮基硬质涂层的工艺方法，其特征在于：步骤d中，采用的靶材直径为100mm～160mm，靶材厚度20mm～50mm，靶基距为50mm～100mm。

4.根据权利要求1所述的可调控磁场电弧离子镀技术制备氮基硬质涂层的工艺方法，其特征在于：步骤e中，通入氮气的时间为5min～10min，气压范围为1Pa～5Pa。

5.根据权利要求4所述的可调控磁场电弧离子镀技术制备氮基硬质涂层的工艺方法，其特征在于：气压范围为1Pa～2Pa。

6.根据权利要求1所述的可调控磁场电弧离子镀技术制备氮基硬质涂层的工艺方法，其特征在于：所制备涂层厚度为1μm～10μm。