I 3 4 255357
Vynález sa týká sposobu vytvárania tvr-dej oteruvzdórnej vrstvy nitridu titánu napevnom elektricky vodivom substráte vplazme v podmienkacb vákua. V súčasnosti je známých viac metod atechnologií vytvárania tvrdých oteruvzdor-ných vrstidv ulá pevných substrátoch, akosú me.tódy galvanické, metódy chemickéhopovlakovania (CVD), ďalej metódy PVD, a-ko je magnetrónové naprašovanie a iónovéplátovanie, ktoré umožňujú tvorbu vrstievtitán nitridu.
Nevýhodou galvanických disperzně spev-nených povlakov, například na báze Ni a-lebo Cr s disperznými časticami TiN sú níz-ké mechanické vlastnosti matrice a nedo-konalé zakotvenie častíc TiN v matrici po-vlaku. Značnou nevýhodou CVD metod jonutnost ohřevu substrátu na teploty 900 až1100 °C, čo obmedzuje ich použitíe narýchlorezné, nástrojové alebo konstrukčněocele, ktoré je nutné potom dodatočne te-pelne spracovávať, pretože pri tak vyso-kých teplotách dochádza k ich vyžíhaniu,pričom takto vytvárané povlaky sú pre nie-ktoré aplikácie nedostatočne přilnavé a ichpovrch vykazuje zvýšenu drsnost. Známýmimetodami magnetrónového naprašovania aplátovania je možné v súčasnosti vytváraťvrstvy nitridu titánu aj na uvedených dru-hoch substrátu, tiež na AI a jeho zliatinách,no v niektorých prípadoch nevyhovuje přil-navost povlakov TiN k základnému materiá-lu.
Vyššie uvedené nedostatky odstraňujesposob vytvárania oteruvzdornej prilnavejvrstvy nitridu titánu na pevnom elektric-ky vodivom substráte podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že na pevný elektrickyvodivý substrát, ktorý je na zápornom po-tenciál! oproti uzemnenej vákuovej komořev iónovoplátovacom zariadení sa vo vákuuposobí plazmou, ktorá obsahuje inertnýplyn, najčastejšie Ar a páry Ti, ktoré sa dopriestoru plazmy dostávajú odpařovánímTi elektronovým odparovacím zdrojom, čímna povrchu pevného substrátu vzniká ten-ká vrstva TiNx, kde x je z intervalu 0 až 0.2a na ktorú sa nepřetržíte posobí plazmou,do ktorej je pripúšťaný dusík so zvyšujň-cou sa koncentráciou, čím sa následné vy-tvára vrstva TiNx, kde x je z intervalu 0,6až 0,95. Ďalej je účelné, aby sa sposob po-dlá vynálezu realizoval pri tlaku vo váku-ovej komoře, ktorý je z intervalu 10“4 až 1Pa. Tiež je podlá vynálezu účelné, aby sapřed odpařováním Ti posobilo plazmou, kto-rá je tvořená iónmi inertného plynu na sub-strát, ktorý je katodou a ktorý je na po-tenciáli 0 až 10 KV, čo sposobuje bombar-dovanie substrátu a odprašovanie adsorbo-vaných vrstiev oxidov a případných nečis-tot, ktoré na povrchu ostali po predchádza-júcom očistění substrátu na vzduchu, na-příklad odmaštěním ponorom do odmasťo-vadla alebo dokonalejším odmaštěním v ul-trazvukovej odmasťovačke a v dósledku bombardovania aj ohřev substrátu na poža-dovaná teplotu, ktorá závisí na vlastnos-tiach základného materiálu substrátu a kto-rá je vyššia ako 350 °C. Příklady prevedenia
Proces vytvárania TiNx vrstvy podlá vy-nálezu je možné popísať například z hla-diska povlakovaného substrátu, pričom po-čas procesu je potřebné prihliadať na vlast-nosti základného materiálu a tomu prispo-sobiť aj technologické parametre přípravyvrstvy. Svojimi vlastnosťami a spQsobom po-užitia je vrstva TiNx předurčená na apliká-ciu na súčiastky a nástroje z materiálu du-ralového, spekaného karbidu, rýchlorez-ných ocelí a tiež nástrojových ocelí. Příklad 1
Substrát z AI alebo jeho zliatiny napří-klad ČSN 42 4254.60 sa vloží do vákuovejkomory iónovoplátovacielio zariadenia, dodržiaka, ktorý je připojený na záporný po-tenciál 2,1 KV oproti uzemnenej vákuovejkomoře. Po odčerpaní vákuovej komory natlak řádové 10-3 Pa sa začne ihlovým ven-tilom pripúšťať Ar, čím sa vytvoří tlejivývýboj a ionizované částice Ar bombardujúpovrch substrátu. Tým sa povrch substrátutakzvané čistí od adsorbovaných vrstiev ply-nov a zároveň aj ohrieva. Doba čistenia jeod 5 do 30 minút, v závislosti od plochysubstrátu. Přitom dbáme na to, aby sa sub-strát neohrial na teplotu vyššiu než 350 °C.V ďalšom kroku je pomocou elektronovéholúča odpařený Ti, a to pri tlaku 1 . 10“3 Paa jeho výkone 1,8 kW. Súčasne sa do váku-ovej komory pripúšťa dusík, ktorý sa vplazme štiecí za zníženého tlaku 2 . 10_1Pa, pričom sa jeho koncentrácia plynulezvyšuje. Týmto sposobom v prvej fáze pří-pravy TiNx vrstvy sa vytvoří vrstva TiNx,kde x je z intervalu 0 až 0,2 a v druhej fá-ze přípravy vrstvy je x z intervalu 0,6 až0,95. Keclže sa jedná o povliekaný substrátz duralu, je účelné z hladiska neprekroče-nia teploty 400 °C, kedy dochádza v ňom kštrukturálnym změnám, aby počas vytvára-nia TíNx vrstvy bola prúdová hustota nasubstráte 0,6 mA . cm“2 a záporné napátiena substráte 2,1 kV. Užitočná hrúbka taktovytvorenej vrstvy je od 2 do 10 fim.Příklad 2 V druhom příklade vytvárania TiNx vrst-vy podl'a vynálezu je volený substrát z rých-loreznej ocele ČSN 19 830. Proces čisteniapovrchu substrátu v Ar výboji je zhodný spodmienkami uvedenými v prvom příkla-de, avšak s tým rozdielom, že ohřev sub-strátu nie je limitovaný teplotou pri čistě-ní v tlejivom výboj Ar 350 °C a pri iónovomplátovaní 400 °C. Substrát sa může pri pro-