[发明专利]一种用于金属或合金表面的复合薄膜、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种用于金属或合金表面的复合薄膜，包括：

复合在金属或合金表面的感应层A；所述感应层包括TiAlN-Hf薄膜；

复合在所述感应层A上的感应层B；所述感应层B包括TiAlN-Ag薄膜；

复合在所述感应层B上的表面层；

所述表面层中不含有Ag元素和Hf元素。

2.根据权利要求1所述的复合薄膜，其特征在于，所述感应层A中，Hf的原子百分含量≥2％；

所述感应层B中，Ag的原子百分含量≥2％；

所述表面层包括TiAlN基薄膜、碳基硬膜或氮化物薄膜；

所述TiAlN基薄膜包括TiAlSiN薄膜、TiAlCrN薄膜或TiAlMoN薄膜；所述碳基硬膜包括DLC薄膜或金刚石薄膜；所述氮化物薄膜包括CrN薄膜或TiN薄膜。

3.一种权利要求1～2任意一项所述的用于金属或合金表面的复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

A)基体预处理：对基体进行打磨抛光和超声波清洗；所述基体包括金属或合金；

B)采用脉冲磁控溅射技术在预处理后的基体表面沉积感应层A；

C)采用脉冲磁控溅射技术在感应层A的表面沉积感应层B；

D)采用PVD工艺或CVD工艺在感应层B的表面沉积表面层，得到复合薄膜。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤A)中，所述打磨抛光包括：

采用金刚石打磨片对基体进行逐级打磨，再使用金刚石抛光液对打磨后基体表面进行抛光处理；

所述打磨抛光后的基体表面的平均粗糙度Ra≤0.01μm；

所述超声波清洗包括：

将所述打磨抛光后的基体先采用金属粉末清洁剂超声清洗，再采用无水乙醇进行超声波清洗；

所述超声波清洗的温度为45～65℃。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，采用脉冲磁控溅射技术在预处理后的基体表面沉积感应层A前，还包括：

先用10～20kW的Ar离子轰击预处理后的基体表面；

采用脉冲磁控溅射技术在预处理后的基体表面沉积感应层A包括：

将预处理后的基体固定在旋转式行星样品架的可升降样品托上，将尺寸均为Ф30mm×8mm的圆柱形Al靶、Ti靶和Hf靶固定在电极上形成复合靶材，以2～5r/min的转速旋转样品架，采用脉冲磁控溅射技术在预处理后的基体表面沉积TiAlN-Hf薄膜，得到感应层A；

所述Al靶的数量为10，Ti靶的数量为10，Hf靶的数量为1～3；

所述可升降样品托的高度不超过40cm，旋转式行星样品架中心与电极的距离为40～60cm。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤B)中，感应层A的沉积参数包括：

基体温度为320～380℃；本底真空度≤5×10^-3Pa；脉冲偏压为-120～-80V；功率为18～22kW；磁控靶电流为25～35A；磁控靶电压为720～800V；工作气氛流量中，氮气的流量为60～70sccm，氩气的流量为80～90sccm；气压为0.5～5Pa；占空比为70％～90％；频率为70～90kHz。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤C)中，采用脉冲磁控溅射技术在感应层A的表面沉积感应层B包括：

将步骤B)得到的复合层固定在旋转式行星样品架的可升降样品托上，将尺寸均为Ф30mm×8mm的圆柱形Al靶、Ti靶和Ag靶固定在电极上形成复合靶材，以2～5r/min的转速旋转样品架，采用脉冲磁控溅射技术在预处理后的基体表面沉积TiAlN-Ag薄膜，得到感应层B；

所述Al靶的数量为10，Ti靶的数量为10，Ag靶的数量为1～3；

所述可升降样品托的高度不超过40cm，旋转式行星样品架中心与电极的距离为40～60cm。