CN108505004A - 带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法。先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定；打开设备将真空腔抽至7.0×10‑3Pa以下后通入Ar，此时打开样品台旋转按钮使样品在真空腔内匀速旋转；打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟清洗靶材；通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强，使N2:Ar为16:42，电压330V，电流1A，加热基体至200℃；持续镀膜4h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出，得到的TiN膜厚度达到2μm，呈彩虹色。

Description

带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法。
背景技术
不锈钢以其优异的耐蚀、耐磨等性能广泛应用于工业生活领域，甚至用于厨房设备、交通车辆等的表面装饰。而对于厨房常用的不锈钢刀具，除了追求更优良的使用性能外，随着生活质量的提高，对其表面色彩的要求也逐渐朝向高档次及多样化装饰性发展。1990年以来，不锈钢着色的研究方法主要集中用于化学着色法和电化学着色法，两种方法的原理都是是在不锈钢表面形成无色透明的氧化膜，利用其对光的干涉使不锈钢呈现出不同的色彩。由于这层彩色膜的成分与不锈钢本身的钝化膜相同且厚得多，所以不仅不会影响不锈钢本身的表面性能还能提高耐蚀性。然而，化学法和电化学法对色彩的控制很不稳定、重复性差，难以进行大批量生产。
随着磁控溅射技术的发展，涂层材料的应用越来越广泛，TiN涂层是一种硬质涂层材料，常被用作刀具表面涂层来提高刀具的切削性能、耐磨耐蚀性，一般情况下TiN涂层呈金黄色，而同时薄膜颜色也受膜厚的影响，这就导致目前还没有研究表明不同颜色TiN薄膜与工艺之间的联系。如何在不影响刀具使用性能的前提下获得彩色涂层是一个技术问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种工艺控制手段得到目标色彩TiN涂层的不锈钢刀具制备方法。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法，包括以下步骤：
1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定；
2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar，此时打开样品台旋转按钮使样品在真空腔内匀速旋转；
3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟清洗靶材；
4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强，使N2:Ar为16:42，电压330V，电流1A，加热基体至200℃；
5)持续镀膜4h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出，得到的TiN膜厚度达到2μm，呈彩虹色。
带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法，包括以下步骤：
1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定。
2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar，此时打开样品台旋转按钮使样品在真空腔内匀速旋转；
3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟清洗靶材；
4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强，使N2:Ar为16:42，电压320V，电流2A，加热基体至200℃；
5)持续镀膜3h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出，得到TiN薄膜达到2μm，呈深蓝色。
带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法，包括以下步骤：
1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定；
2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar；
3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟清洗靶材；
4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强使N2:Ar为9:50，电压320V，电流2A，加热基体至200℃；
5)持续镀膜2h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出，制备得到TiN薄膜达到2μm，呈金黄色。
本发明有益效果在于：
刀具不仅颜色绚丽且具有镜面光洁，而TiN膜使刀具有更好的性能和更长的使用寿命。
具体实施方式
以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
实施例1
(1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定。
(2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar，此时打开样品台旋转按钮是样品在真空腔内匀速旋转。
(3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟以清洗靶材。
(4).通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强(过低将使辉光熄灭)使N2:Ar为16:42，电压330V，电流1A，加热基体至200℃。
(5).持续镀膜4h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出。
上述方法制得的TiN膜厚度达到2μm，呈彩虹色，说明在该工艺下薄膜成分和结构不均，此时的薄膜虽不如金黄色TiN性能好，但却具极好的装饰性。
实施例2
(1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定。
(2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar，此时打开样品台旋转按钮是样品在真空腔内匀速旋转。
(3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟以清洗靶材。
(4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强(过低将使辉光熄灭)使N2:Ar为16:42，电压320V，电流2A，加热基体至200℃。
(5)持续镀膜3h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出。
上述方法制得的TiN薄膜达到2μm，呈深蓝色，说明在该工艺下薄膜的成分均一却不是氮钛比1：1的TiN，此时的薄膜硬度也能达到900HV。
实施例3
(1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定。
(2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar。
(3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟以清洗靶材。
(4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强(过低将使辉光熄灭)使N2:Ar为9:50，电压320V，电流2A，加热基体至200℃。
(5)持续镀膜2h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出。
上述方法制得的TiN薄膜达到2μm，呈金黄色，说明此工艺制备的TiN钛氮比为1:1，硬度可达1000HV。

Claims (3)

1.带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法，包括以下步骤：
1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定；
2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar，此时打开样品台旋转按钮使样品在真空腔内匀速旋转；
3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟清洗靶材；
4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强，使N2:Ar为16:42，电压330V，电流1A，加热基体至200℃；
5)持续镀膜4h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出，得到的TiN膜厚度达到2μm，呈彩虹色。
2.带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法，包括以下步骤：
1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定。
2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar，此时打开样品台旋转按钮使样品在真空腔内匀速旋转；
3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟清洗靶材；
4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强，使N2:Ar为16:42，电压320V，电流2A，加热基体至200℃；
5)持续镀膜3h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出，得到TiN薄膜达到2μm，呈深蓝色。
3.带有彩色TiN涂层的不锈钢刀具制备方法，包括以下步骤：
1)先将待镀样刀进行酸洗去氧化层，再以800CW～1200CW砂纸打磨抛光，用酒精清洗后放置在镀膜机真空腔内的样品台上距靶7.5cm处固定；
2)打开设备将真空腔抽至7.0×10-3Pa以下后通入Ar；
3)打开电源致使样品与Ti靶之间产生辉光放电，持续十分钟清洗靶材；
4)通N2气，此时可以调节N2与Ar的量来控制腔内的压强使N2:Ar为9:50，电压320V，电流2A，加热基体至200℃；
5)持续镀膜2h后关闭设备并使真空腔保压两小时以上再取出，制备得到TiN薄膜达到2μm，呈金黄色。
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