[发明专利]一种压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法

权利要求书

1.一种压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：所述涂层由内到外分别为基础层、复合过渡层、多层循环纳米层；其中基础层为AlCrN、复合过渡层为TiSiN/AlCrN复合层、多层循环纳米层为TiSiAlCrCN/TiSiAlCrCON交替层；

所述制备方法于脉冲弧源真空镀膜设备中进行，其配置有脉冲弧源和离子清洗装置，所述脉冲弧源包括至少一列的金属AlCr靶和两列TiSi靶，所述脉冲弧源具有至少一组脉冲弧源为相向设置的AlCr靶和TiSi靶，相向设置的AlCr靶和TiSi靶分别位于待镀模具的两侧，所述脉冲弧源具有至少一组脉冲弧源为相邻设置的AlCr靶和TiSi靶；

所述制备方法包括以下步骤：

1） 将待镀模具放入真空镀膜装置中，进行预热；

2）采用离子清洗源对模具表面进行等离子清洗；

3）通入氮气，开启至少一列的AlCr靶，沉积AlCrN层；

4）通入氮气，同时开启一组相向设置的TiSi靶及AlCr靶，沉积AlCrN/TiSiN复合层；

5）通入乙炔、氮气、氩气，同时开启一组相邻设置的TiSi靶及AlCr靶，沉积TiSiAlCrCN层；

6）通入氧气、乙炔、氮气、氩气，同时开启一组相邻设置的TiSi靶及AlCr靶，沉积TiSiAlCrCON层；

7）交替重复步骤5）和步骤6），形成多层循环纳米层。

2.根据权利要求1所述的压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：所述的基础层厚度为300-1500纳米，所述的复合过渡层厚度为100-800纳米，多层循环纳米层厚度为100-1000纳米；所述TiSiAlCrCON层的厚度占多层循环纳米层厚度的比例不高于30%。

3.根据权利要求1所述的压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：两列金属AlCr靶和两列TiSi靶按顺时针方向分布依次为第一AlCr靶、第一TiSi靶、第二AlCr靶、第二TiSi靶，其中第一AlCr靶和第二TiSi靶相向设置分别位于待镀模具的两侧；第一AlCr靶和第一TiSi靶形成的一组相邻设置的TiSi靶及AlCr靶、第一TiSi靶和第二AlCr靶形成的一组相邻设置的TiSi靶及AlCr靶、第二AlCr靶和第二TiSi靶形成的一组相邻设置的TiSi靶及AlCr靶中的其中两组或三组在步骤4）-6）中的至少部分过程中交替间隙使用。

4.根据权利要求1所述的压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：步骤3）和步骤4）中，脉冲弧靶的脉冲弧放电采用基值电流叠加脉冲弧电流放电的方式，其基值电流为20-40A，高值脉冲电流为300-1500A，频率为30-150Hz，占空比10-40%。

5.根据权利要求1所述的压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：步骤5）中，乙炔、氮气、氩气混合为混合气体通入，其中，氩气所占的原子比不低于30%，氮气所占原子比不高于60%，乙炔所占原子比不高于20%。

6.根据权利要求1所述的压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：步骤6）中，氧气、乙炔、氮气、氩气混合为混合气体通入，其中，氩气所占的原子比不低于30%，氮气所占原子比不高于60%，乙炔所占原子比不高于20%，氧气所占原子比不高于20%。

7.根据权利要求1所述的压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：步骤5）与步骤6）沉积的单层时间为1-5min，其中步骤5）沉积的单层时间至少是步骤6）沉积的单层时间的3倍以上。

8.根据权利要求7所述的压铸铝模具表面的纳米复合多元碳氧化物涂层的制备方法，其特征在于：步骤5）、6）的循环次数不少于4次，碳氧化物层为涂层最外层。