[发明专利]一种基于离子束技术提高抛光光学玻璃的金刚石砂轮棒寿命的方法及设备

权利要求书

1.一种基于离子束技术提高抛光光学玻璃的金刚石砂轮棒寿命的方法，其特征在于，包括：

利用离子注入技术以及磁过滤沉积技术沉积超厚超硬摩擦系数高以及韧性好的(AlTi)_1-xN_x/AlTiCN/TiAl/(ZrAl)_1-xN_x复合膜层，制备步骤为：

(a)采用磁过滤金属真空弧沉积系统(FCVA)，在砂轮棒上进行强金属离子束表面清洗，负压为400-1000V，清洗的元素为Ti，Al，TiAl合金等，清洗的金属束流强度为300-1000mA，清洗时间2-5min；

(b)采用金属真空蒸汽离子源(MEVVA)注入方法，在砂轮棒表面注入金属元素，形成金属″钉扎层″，金属元素为Ti或者Ni，其注入电压说明说为4-15kv，束流强度为1-15mA，注入剂量为1×10¹⁵-1×10¹⁷/cm²，注入深度为70-120nm；

(c)在金属″钉扎层″之上，采用磁过滤金属真空弧沉积(FCVA)系统，沉积得到第一层(ZrAl)_1-xN_x膜，采用的靶材为ZrAl阴极，起弧电流90～120A，弯管磁场2.0～4.0A，负压-200～600V，占空比为20～100％，氮气进气量为其中t时间为20-60s；

(d)在第一层(ZrAl)_1-xN_x膜之上，采用磁过滤金属真空弧沉积(FCVA)系统，沉积得到第二层金属过渡层TiAl膜，采用的靶材为TiAl阴极，起弧电流90～120A，弯管磁场2.0～4.0A，负压-200～600V，占空比为20～100％，时间为20-60s；

(e)在第二层TiAl膜之上，采用磁过滤金属真空弧沉积(FCVA)系统，沉积得到第三层金属过渡层AlTiCN膜，采用的靶材为TiAl阴极，起弧电流90～120A，弯管磁场2.0～4.0A，负压-200～600V，占空比为20～100％，乙炔进气量在30-50sccm，氮气的进气量在20-30sccm，时间为20-60s；

(f)在第三层AlTiCN膜之上，采用磁过滤金属真空弧沉积(FCVA)系统，沉积得到第四层金属过渡层AlTiN膜，采用的靶材为TiAl阴极，起弧电流90～120A，弯管磁场2.0～4.0A，负压200～600V，占空比为20～100％，氮气的进气量其中t时间为20-60s；

(g)采用磁过滤阴极真空弧(FCVA)系统，重复第一层至第四层工艺，磁过滤沉积得到(AlTi)_1-xN_x/AlTiCN/TiAl/(ZrAl)_1-xN_x复合膜，直至膜层厚度为10～30微米，重复周期10～100次。

2.根据权利要求1所述一种基于离子束技术提高抛光光学玻璃的金刚石砂轮棒寿命的方法，其特征在于，在工件表面上沉积(AlTi)_1-xN_x/AlTiCN/TiAl/(ZrAl)_1-xN_x膜层为多循环周期的正弦调制的累积，总厚度在10-30微米。

3.一种超厚超硬摩擦系数高以及韧性好的(AlTi)_1-xN_x/AlTiCN/TiAl/(ZrAl)_1-xN_x复合膜层，其特征在于，采用权利要求1至2任一项所述的方法制备得到。