CN105349950B - 一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法。通常真空多弧镀在进行仿不锈钢、仿不锈钢拉丝、仿镍拉丝等浅色镀种时，单一使用锆靶，相对于需氮气流量较高的深色镀种，其镀层稳定性较差，导致产品变色、镀层结合力差等问题，水浸实验24小时后变色。本发明通过对氮气流量需求较低的浅色进行工艺改进，在真空镀时将锆与铬、钛等靶材中的一种或多种同时进行多弧镀，得到合金化镀层，锆原子及其化合物与这些金属原子及其化合物之间共沉积成更致密的膜层，解决了镀层变色以及结合力差的问题，并经长期生产验证了该方法的可靠性，相对于之前的工艺，改进后24小时水浸加速氧化实验产品不再变色，浅色镀种镀层稳定性增强，产品品质提高。

Description

一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法
技术领域
本发明属于真空多弧镀工艺领域，具体涉及一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法。
背景技术
多弧离子镀采用的是弧光放电，而并不是传统离子镀的辉光放电进行沉积。简单的说，多弧离子镀的原理就是把阴极靶作为蒸发源，通过靶与阳极壳体之间的弧光放电，使靶材蒸发，从而在空间中形成等离子体，对基体进行沉积。现有技术中，真空多弧镀镀膜的工艺，一般由4个主要步骤组成，分别为辉光、非反应沉积、反应沉积1、反应沉积2，每一步骤之间均有抽真空过程。然而在高的功率下镀膜，要产生飞点，从而影响镀膜质量。
本发明在反应沉积过程中使用锆与其他金属靶材（原子序列小于锆原子，包括但不限于铬、钛中的一种或多种）同时进行多弧镀，镀层结合力与稳定性得到提升，同时由于其他金属的加入，镀层颜色可镀范围增加。
中国专利申请CN 201410678193.6公开了一种高耐磨、高化学稳定性真空镀膜件的制备方法。其将金属件置于含有稀酸液或稀碱液中进行清洗后烘干；将金属件的表面形成利于喷涂的钝化膜层；采用静电喷涂法喷涂环氧聚酯粉末涂料，然后在160℃温度下固化15分钟；对喷涂底粉后的金属件进行打磨，使金属件表面光滑；在金属件上喷涂一层介质粉，增加金属件表面的平整度；将金属件放置于真空室内，在烘干的金属件表面实施真空镀膜，离子轰击完成后镀膜，使金属沉积在金属件表面形成连续均匀的高耐磨、高化学稳定性的金属或氧化物薄膜。该方法可以提高真空镀镀层表面稳定性，但过程复杂、仅适用金属件，并不能很好的解决浅色镀种变色、镀层结合力差等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法。通过在多弧镀反应沉积步骤，将锆其他金属靶材同时进行多弧镀，解决了镀层变色以及结合力差的问题，相对于现有工艺，改进后24小时水浸加速氧化实验产品不再变色，浅色镀种镀层稳定性增强，产品品质提高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法，包括以下步骤：
（1）辉光：时间160~200s，光栅阀：开，氮气：0，氩气800~1000sccm，偏压：300~400V，占空比：50，锆靶、原子序列小于锆的金属靶关闭；
（2）非反应沉积，分两个阶段，第一阶段：时间30~70s，光栅阀：关，氮气：0，氩气150~220sccm，偏压：150~250V，占空比：50；第二阶段：时间30~70s，光栅阀：关，氮气：0，氩气150~220sccm，偏压：150~250V，占空比：50，锆靶：引弧电流60~100A，原子序列小于锆的金属靶：引弧电流50~100A；
（3）反应沉积：时间50~100s，光栅阀：关，氮气：30~90sccm，氩气90~100sccm，偏压：150~250V，占空比：50，锆靶：引弧电流60~100A，原子序列小于锆的金属靶：引弧电流50~100A。
上述方法所述的原子序列小于锆的金属靶包括铬靶、钛靶中的一种。
步骤（1）、步骤（2）、步骤（3）中均先将真空室抽至4×10-3Pa以上的真空度。
由于钛、铬等原子大小小于锆原子，在进行真空物理气相沉积时，锆原子及其化合物与这些金属原子及其化合物之间共沉积成更致密的膜层。
本发明的有益效果在于：
本发明通过对氮气流量需求较低的浅色进行工艺改进，在真空镀时将锆与铬、钛等靶材中的一种或多种同时进行多弧镀，得到合金化镀层，使相应镀层稳定性增强，产品品质提高，解决了镀层变色以及结合力差的问题；并经长期生产验证了该方法的可靠性，相对于现有的工艺，改进后24小时水浸加速氧化实验产品不再变色，浅色镀种镀层稳定性增强，产品品质提高。
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
实施例1
一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法，具体步骤为：
（1）辉光：时间180s，光栅阀：开，氮气：0，氩气900sccm，偏压：350V，占空比：50，锆靶、铬靶关闭；
（2）非反应沉积，分两个阶段，第一阶段：时间50s，光栅阀：关，氮气：0，氩气200sccm，偏压：200V，占空比：50；第二个阶段：时间50s，光栅阀：关，氮气：0，氩气200sccm，偏压：200V，占空比：50，锆靶：引弧电流80A，铬靶：引弧电流80A；
（3）反应沉积：时间70s，光栅阀：关，氮气：60sccm，氩气95sccm，偏压：200V，占空比：50，锆靶：引弧电流80A，铬靶：引弧电流80A。
实施例2
一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法，具体步骤为：
（1）辉光：时间200s，光栅阀：开，氮气：0，氩气800sccm，偏压：400V，占空比：50，锆靶、钛靶关闭；
（2）非反应沉积，分两个阶段，第一阶段：时间30s，光栅阀：关，氮气：0，氩气220sccm，偏压：150V，占空比：50；第二阶段：时间30s，光栅阀：关，氮气：0，氩气220sccm，偏压：150V，占空比：50，锆靶：引弧电流60A，钛靶：引弧电流50A；
（3）反应沉积：时间50s，光栅阀：关，氮气：90sccm，氩气90sccm，偏压：150V，占空比：50，锆靶：引弧电流60A，钛靶：引弧电流50A。
实施例3
一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法，具体步骤为：
（1）辉光：时间160s，光栅阀：开，氮气：0，氩气1000sccm，偏压：300V，占空比：50，锆靶、铬靶关闭；
（2）非反应沉积，分两个阶段，第一阶段：时间70s，光栅阀：关，氮气：0，氩气150sccm，偏压：250V，占空比：50；第二阶段：时间70s，光栅阀：关，氮气：0，氩气150sccm，偏压：250V，占空比：50，锆靶：引弧电流100A，铬靶：引弧电流100A；
（3）反应沉积：时间100s，光栅阀：关，氮气：90sccm，氩气100sccm，偏压：250V，占空比：50，锆靶：引弧电流100A，铬靶：引弧电流100A。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (2)

1.一种提高真空多弧镀镀层稳定性的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）辉光：时间160~200s，光栅阀：开，氮气：0，氩气800~1000sccm，偏压：300~400V，占空比：50，锆靶、原子序列小于锆的金属靶关闭；
（2）非反应沉积，分两个阶段，第一阶段：时间30~70s，光栅阀：关，氮气：0，氩气150~220sccm，偏压：150~250V，占空比：50；第二阶段：时间30~70s，光栅阀：关，氮气：0，氩气150~220sccm，偏压：150~250V，占空比：50，锆靶：引弧电流60~100A，原子序列小于锆的金属靶：引弧电流50~100A；所述的原子序列小于锆的金属靶包括铬靶、钛靶中的一种；
（3）反应沉积：时间50~100s，光栅阀：关，氮气：30~90sccm，氩气90~100sccm，偏压：150~250V，占空比：50，锆靶：引弧电流60~100A，原子序列小于锆的金属靶：引弧电流50~100A。
2.根据权利要求1所述的提高真空多弧镀镀层稳定性的方法，其特征在于：步骤（1）、步骤（2）、步骤（3）中均先将真空室抽至4×10-3Pa以上的真空度。
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