[发明专利]多弧离子镀膜涂层工艺

权利要求书

1.一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、基材预处理：将基材依次浸没水、无水乙醇、丙酮中超声20~40分钟，然后45~80℃烘干，依次进行辉光清洗和金属离子轰击，得到预处理基材，备用；

步骤2、磁控多弧离子镀TiN过渡涂层：在步骤1后原位进行，打开氮气流量阀，控制氮气流量为180~220mL/min，旋转横向磁场通电，调节磁场频率和励磁电流，Ti靶通电，调节偏置电压为100~130V，弧靶电流为45~55A，镀膜时间为6~10分钟，进行镀膜，得到TiN过渡涂层；

步骤3、磁控多弧离子镀TiTaN涂层：在步骤2后原位进行，控制氩气流量为50~100mL/min，打开氮气流量阀，控制氮气流量为100~250mL/min，TaTi靶通电，调节偏置电压为100~150V，弧靶电流为50~80A，进行镀膜，镀膜时间为30~60分钟，得到TiTaN；

步骤4、磁控多弧离子镀BiScCoCN涂层：在步骤3后原位进行，继续以50~100mL/min通入氩气，打开氮气流量阀，控制氮气流量为100~250mL/min，BiScC靶通电，调节偏置电压为150~300V，弧靶电流为50~80A；Co靶通电，调节偏置电压为140~300V，弧靶电流为50~60A；保持此状态进行镀膜，镀膜时间为45~90分钟，得到BiScCoCN涂层。

2.如权利要求1所述的一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于：所述基材为铁质材料、不锈钢材料、陶瓷材料中的一种。

3.如权利要求1所述的一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于，所述BiScC靶制备方法如下，份数均为重量份：

S1、将85~95份高纯铋、5~15份纯钪加入坩埚中，抽真空至0.15~0.25Pa，在1540~1550℃熔炼至金属完全熔化，保持真空状态，降温至700~900℃，搅拌均匀，浇铸，在真空状态下冷却至20~35℃成型，取出密封，得到Bi-Sc合金；

S2、将30~60份步骤S1制备的Bi-Sc合金、2~10份石墨烯放入坩埚中，抽真空至0.15~0.25Pa，在1540~1550℃熔炼至合金完全熔化，保持真空状态，降温至400~600℃，搅拌均匀，加入30~50份高纯铋，至铋完全熔化，浇铸，真空状态下冷却至20~35℃成型，得到BiScC靶。

4.如权利要求3所述的一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于：步骤S1浇铸模具材质为310S不锈钢，直径为5~10cm，高5~20cm；步骤S2浇铸模具材质为310S不锈钢，直径为80~120mm，厚度为2~5mm。

5.如权利要求2所述的一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于：所述辉光清洗为将烘干基材放入多弧离子镀膜真空室内，抽真空至真空压力为1×10-3~5×10-3Pa，然后通入流量为100~180mL/min氩气，控制工作压力为0.05~0.1Pa，开启偏压为-1000~-500V，进行清洗，清洗时间为15~25min。

6.如权利要求2所述的一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于：靶材为大平面小厚度圆形靶材，尺寸为直径50~300mm，厚度为1~10mm。

7.如权利要求2所述的一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于：所述金属离子轰击为在辉光清洗后原位进行，开启Ti靶、TaTi靶、BiScC靶、Co靶，旋转横向磁场通电，调节磁场频率和励磁电流，轰击时间为5~12min。

8.如权利要求2所述的一种多弧离子镀膜涂层工艺，其特征在于：所述旋转横向磁场频率为100~210Hz，励磁电流为8~12A。

9.一种TiTaN-BiScCoCN复合多元涂层，其特征在于：采用如权利要求1~8任一项所述的多弧离子镀膜涂层工艺制备得到。