[发明专利]具有硬质膜层的不锈钢制品及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有硬质膜层的不锈钢制品及其制备方法。

背景技术

现代社会人们对电子产品的质量要求越来越高，不仅要求比较高的外观质量，同时还要经久耐用，这就要求电子产品表面要有比较高的硬度和耐磨性。

真空镀膜(PVD)是一种非常环保的镀膜技术，已被广泛用来进行材料表面改性，提升材料表面性能。溅射沉积是真空镀膜方法的一种，其被广泛用于沉积硬质涂层。但是溅射沉积获得的涂层的致密度不够高，因此限制了涂层硬度的进一步提高。

发明内容

鉴于此，提供一种具有硬质膜层的不锈钢制品，该不锈钢制品具有较高硬度。

另外，还有必要提供一种上述不锈钢制品的制备方法。

一种具有硬质膜层的不锈钢制品，其包括不锈钢基体、依次形成在不锈钢基体上的打底层、过渡层及硬质层，该打底层为Ti层；该过渡层为Ti_aCr_b层，其中，1≦a≦2、2≦b≦3；该硬质层为Ti_xCr_yN_z层，其中，2≦x≦4、3≦y≦8及10≦z≦16，该不锈钢基体表层形成有离子注入层，该离子注入层的厚度为0.15～0.2μm，打底层形成在该离子注入层上。

一种具有硬质膜层的不锈钢制品的制备方法，其包括如下步骤：

提供不锈钢基体；

提供一真空镀膜装置，该真空镀膜装置包括一镀膜室、设置在该镀膜室内的钛靶、铬靶及射频电极，该射频电极用以离化金属原子及气体；

向该真空镀膜装置内通入氩气及氮气，在该不锈钢基体表层形成一离子注入层，该离子注入层的厚度为0.15～0.2μm；

将该不锈钢基体置于该真空镀膜装置内，开启所述钛靶，并向该射频电极通入电流，在不锈钢基体上形成一打底层，该打底层为Ti层；

同时开启所述钛靶和铬靶，在该打底层上形成一过渡层，该过渡层为Ti_aCr_b层，其中，1≦a≦2、2≦b≦3；

以氮气为反应气体，同时开启所述钛靶和铬靶，在该过渡层上形成一硬质层，该硬质层为Ti_xCr_yN_z层，其中，2≦x≦4、3≦y≦8，10≦z≦16。

经上述处理后制得的不锈钢制品的表面显微维氏硬度为800HV_0.025～1000HV_0.025。所述不锈钢制品上形成的膜层组织均匀、致密性高。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式不锈钢制品的剖视示意图；

图2是本发明较佳实施方式真空镀膜装置的示意图。

主要元件符号说明

不锈钢制品10

不锈钢基体11

离子注入层111

打底层13

过渡层15

硬质层17

真空镀膜装置200

镀膜室20

真空泵30

钛靶22

铬靶23

轨迹26

气源通道27

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的具有硬质涂层的不锈钢制品10包括不锈钢基体11、打底层13、过渡层15及硬质层17。

该不锈钢基体11表层形成有一离子注入层111。所述打底层13形成于该离子注入层111上。该离子注入层111中主要含有Fe元素、N元素，Fe与N的原子个数比为1:4～1:7。该离子注入层111的厚度为0.1～0.2μm。

该打底层13为Ti层。该打底层13的厚度为0.3～0.5μm。

该过渡层15为Ti_aCr_b层，其形成于打底层13的表面。Ti_aCr_b中，1≦a≦2、2≦b≦3。该过渡层15的厚度为0.5～0.8μm。

该硬质层17为Ti_xCr_yN_z层，其形成于过渡层15的表面。Ti_xCr_yN_z中，2≦x≦4、3≦y≦8及10≦z≦16。该硬质层17的厚度为1.2～1.5μm。

本发明还提供所述具有硬质层的不锈钢制品的制备方法，主要包括如下步骤：