CN103014633B - 一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺 - Google Patents

一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN103014633B
CN103014633B CN201210536515.4A CN201210536515A CN103014633B CN 103014633 B CN103014633 B CN 103014633B CN 201210536515 A CN201210536515 A CN 201210536515A CN 103014633 B CN103014633 B CN 103014633B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target
metal
cleaning
metal works
stove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210536515.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103014633A (zh
Inventor
何霞文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen allmerit Nano Technology Co. Ltd.
Original Assignee
何霞文
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 何霞文 filed Critical 何霞文
Priority to CN201210536515.4A priority Critical patent/CN103014633B/zh
Publication of CN103014633A publication Critical patent/CN103014633A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103014633B publication Critical patent/CN103014633B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

本发明公开一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，包括以下步骤：超声波清洗；二次炉内离子束放电清洗；第三次离子束电弧清洗；真空炉内电场和磁场中以金属离子致密成膜。和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：水电镀的镀前前处理为酸碱性水处理，对环境有污染且用水量大；PVD镀前前处理为中性水处理，对环境无污染且用水量小。水电镀含有氰化物，在电镀时会产生大量的有毒气体和有毒废水，对环境污染极大，对水电镀工人的身体健康影响更大；PVD真空镀膜是金属靶材在真空炉内通过电场和磁场起到的物理变化，对环境无污染，金属工件在真空炉内通过多次清洗，使膜层的结合力更好不易脱落。

Description

一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺
技术领域
本发明涉及一种金属工件的镀膜技术，尤其涉及一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺。
背景技术
金属陶瓷复合膜是在金属上形成一种新的物质可以改善普通金属表面的特性，例如表面硬度、表面摩擦系数等。金属陶瓷复合膜在模具上非常实用。如模具的滑块、模仁、顶针、司筒等，不但可以提高表面硬度还可以降低摩擦系数，可以起到无油自润滑的作用；还可以改变普通金属容易生锈被腐蚀的特性，例如注塑机普通螺杆在压注无卤料时高温下产生氯气，容易将无卤料腐蚀，而镀有金属陶瓷复合膜的螺杆在同样的条件下可以提高3-5倍的寿命。
现有技术中通常都是使用水电镀的工艺。水电镀的处理工艺是：把金属工件放进带除腊水的超声波清洗、过水；再次带除腊水的超声波清洗、过水；带除油水的超声波清洗、过水；再次带除腊水的超声波清洗、过水、酸缸活化、过水、镀槽电镀、过水、烘干、检验出货。镀槽一般都会含有氰化物，在电镀时会产生大量的有毒气体和有毒废水。
水电镀的镀前前处理为酸碱性水处理，对环境有污染，且用水量大，在环境污染日益严重的今天，急需改善这种处理工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，可以降低工艺过程对环境的污染和对操作人员的健康危害，节约用水，且工艺路线简单、安全，产品表面特性好。
为达到以上目的，本发明采用以下技术方案，在该技术方案中，各个优选或具体实施例的技术要素之间，以及各个具体或优选实施例的技术要素与上位概念之间均可以任意组合，其组合也是本发明的一部分。
一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，包括以下步骤：
1)超声波清洗；
2)二次炉内离子束放电清洗；
3)第三次离子束电弧清洗；
4)真空炉内电场和磁场中以金属离子致密成膜。
具体地，所述超声波清洗，具体为：金属工件放进带中性净洗剂的超声波中清洗后，通过纯净水清洗，吹干或烘干处理后，进行检验合格后装夹。
具体地，所述二次炉内离子束放电清洗，具体为：将金属工件装进PVD真空镀膜机关门抽真空；在PVD真空镀膜机内进行加温处理，加温至100-300度，进行二次炉内离子束放电清洗。
具体地，所述第三次离子束电弧清洗，具体为，在真空背景下，炉内加入惰性气体，给金属工件加上100-1000V负偏压，打开电弧靶，进行炉内第三次离子束电弧清洗；
具体地，所述真空炉内电场和磁场中以金属离子致密成膜，具体为：炉内第三次离子束电弧清洗后，降低偏压、调节靶的电流、惰性气体的流量，真空炉内通过电场和磁场的作用下，使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，冷却出炉。
具体地，所述惰性气体为氮气或氩气。
在一优选实施例中，所述使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，具体为：用单金属纯铬靶打底层，单金属纯铬靶和五元素合金靶做过渡层，五元素合金靶成膜，再用二元素合金靶成膜。
在另一优选实施例中，所述使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，具体为：用单金属纯钛靶打底层，单金属纯钛靶和五元素合金靶做过渡层，五元素合金靶成膜，再用二元素合金靶成膜。
在以上优选实施例中，优选地，所述五元素合金靶为：钛1～5％、钇0.1～2％、铝1～5％、铬30～50％、镍为余量。
在以上优选实施例中，优选地，所述二元素合金靶为：钛20～50％、铝50～80％。
金属工件在炉内通过离子束电弧清洗后就可以直上膜，在同样的炉内温度、靶电流、偏压、镀膜时间，用不同的靶材打底层，可产生不同的表面特性的金属工件，从而适用于不同应用领域。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
水电镀的镀前前处理为酸碱性水处理，对环境有污染且用水量大；PVD镀前前处理为中性水处理，对环境无污染且用水量小。水电镀含有氰化物，在电镀时会产生大量的有毒气体和有毒废水，对环境污染极大，对水电镀工人的身体健康影响更大；PVD真空镀膜是金属靶材在真空炉内通过电场和磁场起到的物理变化，对环境无污染，金属工件在真空炉内通过多次清洗，使膜层的结合力更好不易脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的阐述。金属工件在炉内通过离子束电弧清洗后就可以直上膜，在同样的炉内温度、靶电流、偏压、镀膜时间，用不同的靶材打底层，可产生不同的表面特性的金属工件。下面分别以单金属纯钛靶和单金属纯铬靶打底层为例，对本发明的技术方案做出示例性描述，应该理解，以下实施例不应视为对本发明的技术方案的保护范围的限定，而仅仅是示例性描述。
实施例一
一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，包括以下步骤：
1、金属工件放进带中性净洗剂的超声波清洗后通过纯净水清洗；
2、吹干或烘干处理后，进行检验合格后装夹；
3、装进PVD真空镀膜机关门抽真空；
4、在PVD真空镀膜机内进行加温至100-300度；
5、二次炉内放电，之后清洗；
6、在真空背景下炉内加入惰性气体氩气，给金属工件加上负偏压100-1000V；
7、打开电弧靶进行炉内第三次离子束电弧清洗，接着降低偏压、调节靶的电流、惰性气体的流量，真空炉内通过电场和磁场的作用下，使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，其中：用单金属纯钛靶打底层，单金属纯钛靶和多元素合金靶做过渡层，多元素合金靶成膜，再用二元素合金靶成膜，冷却出炉。
通过以上方案，所生成的膜层耐高温、维氏硬度3800HV左右、摩擦系数为0.25。适合在硬质合金刀具上做复合陶瓷膜，硬质合金刀具在机加工中心应用多为高速旋转容易产生高温，有了复合陶瓷膜不但降低摩擦系数、增加耐磨还可以起到热屏障的作用。
实施例二
一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，包括以下步骤：
1、金属工件放进带中性净洗剂的超声波清洗后通过纯净水清洗；
2、吹干或烘干处理后，进行检验合格后装夹；
3、装进PVD真空镀膜机关门抽真空；
4、在PVD真空镀膜机内进行加温至100-300度处理；
5、二次炉内放电，之后清洗；
6、在真空背景下炉内加入惰性气体氮气，给金属工件加上负偏压100-1000V；
7、打开电弧靶进行炉内第三次离子束电弧清洗，接着降低偏压、调节靶的电流、惰性气体的流量，真空炉内通过电场和磁场的作用下，以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，其中：用单金属纯铬靶打底层，单金属纯铬靶和多元素合金靶做过渡层，多元素合金靶成膜，再用二元素合金靶成膜，冷却出炉。
通过以上方案所生成的膜层耐腐蚀、维氏硬度3900HV左右，摩擦系数为0.15。在注塑机螺杆表面加硬、防腐蚀处理方面，应采用本实施例所提供的工艺制作。
本发明并不局限于上述具体实施方式，根据上述说明书的揭示和指导，本发明所属领域的技术人员还可对上述实施方式进行适当的变更和修改，其变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (3)

1.一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，包括以下步骤：
1)超声波清洗；
2)二次炉内离子束放电清洗；
3)第三次离子束电弧清洗；
4)真空炉内电场和磁场中以金属离子致密成膜；
具体为：炉内第三次离子束电弧清洗后，降低偏压、调节靶的电流、惰性气体的流量，真空炉内通过电场和磁场的作用下，使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，冷却出炉；所述使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，具体为：用单金属纯铬靶打底层，单金属纯铬靶和五元素合金靶做过渡层，五元素合金靶成膜，再用二元素合金靶成膜；所述五元素合金靶为：钛1～5％、钇0.1～2％、铝1～5％、铬30～50％、镍为余量；所述二元素合金靶为：钛20～50％、铝50～80％。
2.一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，包括以下步骤：
1)超声波清洗；
2)二次炉内离子束放电清洗；
3)第三次离子束电弧清洗；
4)真空炉内电场和磁场中以金属离子致密成膜；
具体为：炉内第三次离子束电弧清洗后，降低偏压、调节靶的电流、惰性气体的流量，真空炉内通过电场和磁场的作用下，使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，冷却出炉；所述使单金属靶或合金靶上的金属以离子方式在金属工件上致密成金属陶瓷复合膜，具体为：用单金属纯钛靶打底层，单金属纯钛靶和五元素合金靶做过渡层，五元素合金靶成膜，再用二元素合金靶成膜；所述五元素合金靶为：钛1～5％、钇0.1～2％、铝1～5％、铬30～50％、镍为余量；所述二元素合金靶为：钛20～50％、铝50～80％。
3.根据权利要求1或2所述一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺，其特征在于：所述超声波清洗，具体为：金属工件放进带中性净洗剂的超声波中清洗后，通过纯净水清洗，吹干或烘干处理后，进行检验合格后装夹；所述二次炉内离子束放电清洗，具体为：将金属工件装进PVD真空镀膜机关门抽真空；在PVD真空镀膜机内进行加温处理，加温至100-300度，进行二次炉内离子束放电清洗；所述第三次离子束电弧清洗，具体为，在真空背景下，炉内加入惰性气体，给金属工件加上100-1000V负偏压，打开电弧靶，进行炉内第三次离子束电弧清洗；所述惰性气体为氮气或氩气。
CN201210536515.4A 2012-12-12 2012-12-12 一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺 Active CN103014633B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210536515.4A CN103014633B (zh) 2012-12-12 2012-12-12 一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210536515.4A CN103014633B (zh) 2012-12-12 2012-12-12 一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103014633A CN103014633A (zh) 2013-04-03
CN103014633B true CN103014633B (zh) 2015-08-05

Family

ID=47963741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210536515.4A Active CN103014633B (zh) 2012-12-12 2012-12-12 一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103014633B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1685078A (zh) * 2002-06-07 2005-10-19 黑罗伊斯有限公司 可延展的金属间溅射靶的制造方法
CN100999812A (zh) * 2007-01-05 2007-07-18 西安理工大学 掺杂铬的非晶态石墨减摩镀层及其制备方法
CN101230448A (zh) * 2008-01-31 2008-07-30 沈阳大学 多弧离子镀钛铝铬硅钇氮化物多组元超硬反应膜的制备方法
CN101838767B (zh) * 2009-03-20 2011-10-12 宝山钢铁股份有限公司 复合金属陶瓷粉体,涂覆该粉体的炉内辊及其制备方法
CN102605207A (zh) * 2012-03-30 2012-07-25 中国科学院理化技术研究所 一种梯度金属陶瓷复合材料及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030121906A1 (en) * 2000-11-29 2003-07-03 Abbott Richard C. Resistive heaters and uses thereof
US7763129B2 (en) * 2006-04-18 2010-07-27 General Electric Company Method of controlling final grain size in supersolvus heat treated nickel-base superalloys and articles formed thereby

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1685078A (zh) * 2002-06-07 2005-10-19 黑罗伊斯有限公司 可延展的金属间溅射靶的制造方法
CN100999812A (zh) * 2007-01-05 2007-07-18 西安理工大学 掺杂铬的非晶态石墨减摩镀层及其制备方法
CN101230448A (zh) * 2008-01-31 2008-07-30 沈阳大学 多弧离子镀钛铝铬硅钇氮化物多组元超硬反应膜的制备方法
CN101838767B (zh) * 2009-03-20 2011-10-12 宝山钢铁股份有限公司 复合金属陶瓷粉体,涂覆该粉体的炉内辊及其制备方法
CN102605207A (zh) * 2012-03-30 2012-07-25 中国科学院理化技术研究所 一种梯度金属陶瓷复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN103014633A (zh) 2013-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107201499B (zh) 一种钛合金切削用成分梯度TiAlXN涂层刀具及其制备方法
CN104162662B (zh) 表面改性的非晶合金涂层及其制备方法
CN104911552A (zh) 一种热挤压模具渗镀复合表面强化方法
CN103805996A (zh) 一种金属材料表面先镀膜再渗氮的复合处理方法
CN107523790A (zh) 一种AlCrSiCuN纳米多层涂层及其制备方法
CN101746091A (zh) 用于机械零部件表面耐磨损、耐腐蚀处理的复合涂层及制备方法
CN105220120B (zh) 一种多层复合类富勒烯薄膜在汽车发动机上产业化的方法
CN106868496A (zh) 一种激光熔覆技术制备防腐耐磨铁基非晶涂层的方法
CN103160832B (zh) 铸铝件化学镀镍镀层退镀溶液及其退镀方法
CN105239039A (zh) 一种多层纳米复合涂层冲压模具及其制备方法
CN113073293B (zh) 一种改善e690钢摩擦学性能的结构及方法
CN106065460B (zh) 微型挤压丝锥复合涂层及其制备工艺和制备设备
CN104325738A (zh) 一种冷轧圆盘飞剪的硬质涂层及其制备方法
CN211497760U (zh) 一种香槟金色pvd薄膜
CN105420673A (zh) 一种用于橡胶模具的类金刚石微纳米涂层及制备方法
CN104264116B (zh) 一种在X80管线钢基材表面制备AlTiCrNiTa高熵合金涂层的工艺
CN103014633B (zh) 一种带有复合陶瓷膜的金属工件的制备工艺
CN107675136B (zh) 一种工件表面pvd镀膜的方法
CN203938726U (zh) 碳基减摩耐磨涂层及工件
CN105543842B (zh) 钛合金表面形成的耐磨-耐高温涂层及其实现方法
CN107177828A (zh) SiZrCN梯度复合涂层刀具及其制备方法
CN109136864B (zh) 一种在磁钢表面真空涂覆铝锡复合涂层的方法
CN109487214A (zh) 一种镁合金表面镀膜方法及由其制备的抗腐蚀镁合金
CN103290358A (zh) 用于机械零部件表面耐磨损、耐腐蚀的复合涂层及制备方法
CN207331066U (zh) 一种海洋气氛下的折叠装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20151225

Address after: 518000, A District, eleven floor, 13 Wai Shui Industrial Zone, hung tau community, Songgang street, Baoan District, Guangdong, Shenzhen, China

Patentee after: Shenzhen allmerit Nano Technology Co. Ltd.

Address before: 518000, Guangdong Province, Shenzhen, Baoan District, Songgang, Sichuan Laguna Colorada North Road, No. 168 Li source Bay Industrial Park, A2 building, 3 floor

Patentee before: He Xiawen