[发明专利]一种制备硼碳氮硬质涂层的方法

摘要

本发明公开了一种制备硼碳氮硬质涂层的方法，该方法包括下列步骤：将预处理好的基体放入电弧增强磁控溅射离子镀膜设备的转架杆上面，采用平面对靶的方式将平面B₄C靶安置在炉体内壁上；通入氩气到真空室，对真空室和预处理好的基体进行清洗；清洗完成后，在基体表面镀Ti基层，然后镀TiN过渡层；在该TiN过渡层形成的基础上制备TiBCN过渡层，在基体表面的TiBCN过渡层上制备硼碳氮硬质涂层。该方法制备的硼碳氮硬质涂层为纳米晶和非晶组成的复合结构，硬度高达32GPa，膜基结合力达到45N，在室温和空气环境中，当摩擦副为Si₃N₄时的摩擦系数约在0.02～0.05之间，显示涂层具有较好的减摩和耐磨性能。

主权项

1、一种制备硼碳氮硬质涂层的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(1)基体预处理：将基体表面除油、抛光、丙酮超声清洗后烘干；(2)将预处理好的基体放入电弧增强磁控溅射离子镀膜设备的转架杆(4)上面，转架杆(4)固定在台架(2)上，转架杆(4)自转，柱弧Ti靶(7)作为Ti源，平面B4C靶(5)作为硼和碳元素的来源，采用平面对靶的方式将平面B4C靶(5)安置在炉体内壁上；(3)通入氩气到真空室(1)，对真空室和预处理好的基体进行清洗；(4)清洗完成后，调节氩气流量到16～22ml/min、将真空室(1)气压调至0.29～0.32Pa，然后开启柱弧Ti靶(7)，柱弧电流50A，调整偏压到-450V并保持3min，在基体表面镀Ti基层，然后通入N2，流量由0ml/min加到6～8ml/min，柱弧Ti靶(7)电流不变，基体偏压调至-150～-250V，保持3min，在Ti基层上镀TiN过渡层，在该TiN过渡层形成后，打开平面B4C靶(5)的控制电源，将平面B4C靶(5)的电源功率在20min内调至1.8KW，并将柱弧Ti靶(7)的电流从50A减小到0A，在TiN过渡层上制备TiBCN过渡层；然后保持平面B4C靶(5)的功率1.8KW不变，在TiBCN过渡层上制备硼碳氮硬质涂层，镀膜过程中真空室温度为230℃、基体偏压-150～-250V，镀膜时间为90min。