本发明专利技术涉及一种多弧离子镀纳米多元素复合膜的低温沉积工艺。多弧离子镀膜技术离子镀时温度高、膜层粗糙，不适于低回火温度的钢材，会使淬火后的金属基体回火变软。本发明专利技术主要特点是利用多弧离子镀膜设备，在真空状态下使至少三种金属被加热气化，在至少二种气体下进行化合，通过控制一定的工件转速，使其到达工件表面的每一种金属膜层的尺度都被控制在一定的纳米范围内，调整占空比和负偏压。本发明专利技术在高电压、低占空比的工艺条件下，可控制沉积温度在185℃以下，可使热处理淬火后的低回火温度材料在不改变热处理性质的前提下镀上多元素的复合膜层，以增加硬度和耐磨性，这种工艺可广泛应用于航空、汽车、工具、刀具、模具、纺机另部件的制造。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及ー种真空镀膜表面处理工艺，具体涉及ー种多弧离子镀纳米多元素复合膜的低温沉积エ艺。
技术介绍
多弧离子镀膜技术已经应用于金属表面处理的各个领域，其性能优点也通过实践被证明，但一般离子镀时的温度较高，膜层较粗糙，功能性镀膜的温度一般都在350°C以上，这样的温度不适应于低回火温度的钢材，如高碳钢，轴承钢的回火温度在195°C左右，350°C 以上的工作温度使淬火后的金属基体回火变软，失去了使用价值，表面较粗糙的膜层对摩擦性能带来了不利因素。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种利用多弧离子镀膜设备对低回火温度的钢材进行表面处理镀功能性膜层、而不改变其已经淬火的材料性能的多弧离子镀纳米多元素复合膜的低温沉积エ艺。本专利技术所采用的技术方案是 多弧离子镀纳米多元素复合膜的低温沉积エ艺，其特征在于 由以下步骤实现 步骤ー将エ件除油清洗后烘干入炉，加热烘烤50min，加热温度160°C ； 步骤ニ エ件室抽真空至3X 10_3 pa ； 步骤三采用离子轰击镀混合层,通入氩气O. 1-0. 2pa ； 用钛祀轰击5min,祀电流60-65A ； 用铬祀轰击2min,祀电流60-65A ； 用招祀轰击3min,祀电流60-65A ； 三种金属的偏压均为1000V，占空比均为50% ； 步骤四钛、铬、铝三种金属靶全部打开，镀底层合金层，三种靶电流均在50A-60A，偏压均为400V-500V，占空比均为60%-80%，时间均为20min ;通入氩气O. lpa，氮气O. 3pa，エ件转速为4转/min ； 步骤五保持钛、铬、铝三种金属靶全开，镀上层合金层，三种金属靶电流均为60A-80A，偏压均为150V-350V，占空比均为25%_35%，时间均为30min ;通入氩气O. lpa，氮气O.2pa，可燃烃类气体O. 3pa，エ件转速6转/min ； 步骤六降低温度至100°C以下，取出エ件。步骤五中，可燃烃类气体选自甲烷、こ炔、丙烷。所述的多弧离子镀纳米多元素复合膜的低温沉积エ艺，其特征在于 由以下步骤实现 步骤ー将エ件除油清洗后烘干入炉，加热烘烤60min，加热温度140-150°C ；步骤ニ エ件室抽真空至6· 6X 10_3 pa ； 步骤三采用离子轰击镀混合层，通入氩气O. 2pa ； 用钛祀轰击5min,祀电流60A ； 用铬祀轰击5min,祀电流70A ； 两种金属的偏压均为1000V，占空比均为50-60% ； 步骤四钛、铬、铝三种金属靶全部打开，镀底层合金层，钛靶靶电流65A，铬靶靶电流70A，铝靶靶电流50A，偏压均为150V — 200V，占空比均为60%_70%，时间均为25min ;通入氩 气O. Ipa,氮气O. 3pa,エ件转速为4转/min ； 步骤五保持钛、铬、铝三种金属靶全开，镀上层合金层，钛靶靶电流60A，铬靶靶电流65A，铝靶靶电流45-50A，偏压均为200V-350V，占空比均为25%_35%，时间均为30min ;通入氩气O. Ipa,氮气O. 2pa，可燃烃类气体O. 3pa，エ件转速6转/min ； 步骤六降低温度至100°C以下，取出エ件。步骤五中，可燃烃类气体选自甲烷、こ炔、丙烷。本专利技术具有以下优点 本专利技术可以使低回火温度的材料在不改变淬火性质的情况下，获得纳米级的膜层，而纳米膜层的实现可以改变金属材料的摩擦性，降低摩擦系数，減少金属摩擦时的失重和升温，提高工件的使用寿命，该膜层硬度高、晶粒细密、质量好，可广泛使用于各种金属材料表面。具体实施例方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细的说明。本专利技术利用多弧离子镀设备，使几种金属元素同时蒸发，在此过程中加入氮气、氩气、可燃烃类气体使其化学反应，同时转动エ件，调整速度，使エ件在经过每种金属靶材时停留的时间内所沉积的膜层达到纳米尺度，这样几种金属膜层不断相互重叠，就得到了纳米复合膜层，同时采用高电压，低占空比的轰击法，控制温度升高就可实现低温镀膜。具体エ艺流程为エ件除油清洗——进炉加热——工作室抽真空——轰击镀混合层——镀合金底层——镀合金上层——停机降温——取出エ件。具体包括以下两种技术方案 I、方案一的具体步骤 步骤ー将エ件除油清洗后烘干入炉，加热烘烤50min，加热温度160°C ； 步骤ニ エ件室抽真空至3X 10_3 pa ； 步骤三采用离子轰击镀混合层,通入氩气O. 1-0. 2pa ； 用钛祀轰击5min,祀电流60-65A ； 用铬祀轰击2min,祀电流60-65A ； 用招祀轰击3min,祀电流60-65A ； 三种金属的偏压均为1000V，占空比均为50% ； 步骤四钛、铬、铝三种金属靶全部打开，镀底层合金层，三种靶电流均在50A-60A，偏压均为400V-500V，占空比均为60%-80%，时间均为20min ;通入氩气O. lpa，氮气O. 3pa，エ件转速为4转/min ；步骤五保持钛、铬、铝三种金属靶全开，镀上层合金层，三种金属靶电流均为60A-80A，偏压均为150V-350V，占空比均为25%_35%，时间均为30min ;通入氩气O. lpa，氮气O. 2pa，可燃烃类气体O. 3pa，エ件转速6转/min ； 其中，可燃烃类气体选自甲烷、こ炔、丙烷 步骤六降低温度至100°C以下，取出エ件。(I)实施例一 步骤ー将エ件除油清洗后烘干入炉，加热烘烤50min，加热温度160°C ； 步骤ニ エ件室抽真空至3X 10_3 pa ； 步骤三采用离子轰击镀混合层，通入IS气O. Ipa ； 用钛祀轰击5min,祀电流65A ； 用铬祀轰击2min,祀电流65A ； 用招祀轰击3min,祀电流65A ； 三种金属的偏压均为1000V，占空比均为50% ； 步骤四钛、铬、铝三种金属靶全部打开，镀底层合金层，三种靶电流均在50A-60A，偏压均为400V-500V，占空比均为70%-80%，时间均为20min ;通入氩气O. lpa，氮气O. 3pa，エ件转速为4转/min ； 步骤五保持钛、铬、铝三种金属靶全开，镀上层合金层，三种金属靶电流均为60A-70A，偏压均为150V-250V，占空比均为25%_35%，时间均为30min ;通入氩气O. lpa，氮气O. 2pa,乙块O. 3pa,エ件转速6转/min ； 步骤六降低温度至100°C以下，取出エ件。(2)实施例ニ 步骤ー将エ件除油清洗后烘干入炉，加热烘烤50min，加热温度160°C ； 步骤ニ エ件室抽真空至3X 10_3 pa ； 步骤三采用离子轰击镀混合层，通入氩气O. 2pa ； 用钛祀轰击5min,祀电流60A ； 用铬祀轰击2min,祀电流60A ； 用招祀轰击3min,祀电流60A ； 三种金属的偏压均为1000V，占空比均为50% ； 步骤四钛、铬、铝三种金属靶全部打开，镀底层合金层，三种靶电流均在50A-60A，偏压均为400V-500V，占空比均为60%-80%，时间均为20min ;通入氩气O. lpa，氮气O. 3pa，エ件转速为4转/min ； 步骤五保持钛、铬、铝三种金本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.多弧离子镀纳米多元素复合膜的低温沉积工艺，其特征在于 由以下步骤实现 步骤一将工件除油清洗后烘干入炉，加热烘烤50min，加热温度160°C ； 步骤二 工件室抽真空至3X 10_3 pa ； 步骤三采用离子轰击镀混合层,通入氩气0. 1-0. 2pa ； 用钛祀轰击5min,祀电流60-65A ； 用铬祀轰击2min,祀电流60-65A ；用招祀轰击3min,祀电流60-65A ； 三种金属的偏压均为1000V，占空比均为50% ； 步骤四钛、铬、铝三种金属靶全部打开，镀底层合金层，三种靶电流均在50A-60A，偏压均为400V-500V，占空比均为60%-80%，时间均为20min ;通入氩气0. lpa，氮气0. 3pa，工件转速为4转/min ； 步骤五保持钛、铬、铝三种金属靶全开，镀上层合金层，三种金属靶电流均为.60A-80A，偏压均为150V-350V，占空比均为25%_35%，时间均为30min ;通入氩气0. lpa，氮气.0.2pa，可燃烃类气体0. 3pa，工件转速6转/min ； 步骤六降低温度至100°C以下，取出工件。2.根据权利要求I所述的多弧离子镀纳米多元素复合膜的低温沉积工艺，其特征在于 步骤五中，可燃烃类气体选自甲烷、乙炔、丙烷。3.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李林，
申请(专利权)人：李林，
类型：发明
国别省市：
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