[发明专利]一种镀膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种镀膜材料及其制备方法。

背景技术

目前，镀膜材料在航空、航天、化工、造船、通信等工业部门日益获得 广泛的应用，一般，镀膜材料包括基材和镀覆在基材表面的薄膜，常见的薄 膜为过渡金属的碳化物或氮化物薄膜，这些过渡金属的碳化物或氮化物化学 性能稳定，耐化学腐蚀性好，具有较高的熔点和硬度，利用磁控溅射方法制 备硬膜时可以实现在较低的压力下高速沉积，但是制备的硬膜存在与基材的 结合力较差的缺陷。

例如，CN 1740394A中公开了一种硬质耐磨保护薄膜制品，包括基体和 在基体表面气相沉积的薄膜，其特征在于，所述薄膜为至少两层的多层结构 的Ti基薄膜或Cr基薄膜，Ti基薄膜结构为沿基体表面垂直方向自里向外依 次为Ti层、TiN层、Ti层、TiN层依次交错，最外层为TiN层；Cr基薄膜 结构为沿基体表面垂直方向自里向外依次为Cr层、CrN层、Cr层、CrN层 依次交错，最外层为CrN层。虽然该薄膜的硬度较高，但是仍然不够高，而 且该薄膜与基材之间的结合力较差。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的镀膜材料的薄膜的硬度不够高且薄膜 与基材的结合力较差的缺陷，提供一种薄膜的硬度更高且薄膜与基材之间的 结合力较好的镀膜材料及其制备方法。

本发明提供了一种镀膜材料，该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄 膜，其中，所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层，所述底层与 基材直接接触，所述底层含有不锈钢，所述中间层含有不锈钢和铬，所述第 一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以及铬的碳化物和/或氮化物。

本发明提供的镀膜材料的制备方法包括在溅射条件下，在磁控靶上施加 电源使磁控靶上的靶材物质溅射并沉积到基材上以在基材上形成薄膜，其 中，所述薄膜包括依次排列的底层、中间层和第一面层，形成底层的靶材物 质含有不锈钢，形成中间层的磁控靶包括不锈钢靶和铬靶；形成第一面层的 磁控靶包括不锈钢靶和铬靶；形成所述底层和形成中间层时均在氩气气氛下 进行，形成所述第一面层时在氩气和氮气和/或气态烃气氛下进行。

从表1所示的测试结果可以看出，实施例3得到的镀膜材料A3的薄膜 的硬度为639，膜结合力分数为88，对比例1得到的镀膜材料AC1的薄膜 的硬度为415，膜结合力分数为76；由此说明了，与对比例1得到的镀膜材 料AC1薄膜相比，实施例1得到的镀膜材料A1的薄膜的硬度更高，且薄膜 与基材之间的结合力也好得多。

具体实施方式

本发明提供了一种镀膜材料，该材料包括基材和镀覆在基材表面的薄 膜，其中，所述薄膜依次排列的包括底层、中间层和第一面层，所述底层与 基材直接接触，所述底层含有不锈钢，所述中间层含有不锈钢和铬，所述第 一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以及铬的碳化物和/或氮化物。

其中，所述第一面层为不锈钢的碳化物以及铬的碳化物时，第一面层的 颜色为灰黑色；所述第一面层为不锈钢的氮化物以及铬的氮化物时，第一面 层的颜色为银白色。

所述底层、中间层和第一面层的厚度分别为0.2-0.6微米、0.2-0.6微米 和0.8-1.8微米。

其中，在所述中间层中，不锈钢与铬的重量比可以为1∶0.5-6；分别以 不锈钢和铬计，在所述第一面层中，不锈钢的碳化物和/或氮化物与铬的碳化 物和/或氮化物的重量比可以为1∶0.5-6。

根据本发明，为了便于将镀膜材料的颜色调节到所需的颜色，优选情况 下，所述薄膜还可以包括位于最外层的第二面层，所述第二面层含有铬或铬 的碳化物和/或氮化物。其中，所述第二面层为铬时，第二面层的颜色为铬的 颜色，即银白色；所述第二面层为铬的碳化物时，第二面层的颜色为灰黑色； 所述第二面层为铬的氮化物时，第二面层的颜色为比铬的颜色稍暗的银白 色。

另外，根据本发明，所述第一面层含有不锈钢的碳化物和/或氮化物以 及铬的碳化物和/或氮化物，所述第二面层含有铬或铬的碳化物和/或氮化物； 但是优选情况下，所述第一面层含有不锈钢的氮化物和铬的氮化物时，所述 第二面层含有铬的氮化物；或者所述第一面层含有不锈钢的碳化物和铬的碳 化物时，所述第二面层含有铬的碳化物。通过该优选实施方式，可以进一步 提高薄膜与基材之间的结合力。

所述第二面层的厚度可以为0.2-0.6微米。