[发明专利]用于注塑模具的防粘附硬质涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过沉积法在模具的表面上沉积结合层，即Cr层，所述结合层的厚度为1.5~3μm；

S2、通过沉积法在所述结合层上沉积过渡层，即CrN层，所述过渡层的厚度为2~4μm；

S3、通过沉积法在所述过渡层上沉积第一复合物层，所述第一复合物层包括(Cr,Ni)N/DLC层，所述第一复合物层的厚度为3~10μm；

S4、通过保护气氛热处理以使所述第一复合物层形成第二复合物层，所述第二复合物层包括(Cr,Ni)N/DLC/CNTs层；

S5、通过辉光放电等离子体改性以使所述第二复合物层形成所述硬质防粘附功能层，即(Cr,Ni)N/DLC-CF₃/CNTs-CF₃层，所述防粘附硬质涂层的厚度为6.5~17μm。

2.如权利要求1所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述过渡层具体包括以下步骤：

将所述模具放入至炉体内，抽真空到0.8×10^-3以上真空度，通入氩气，其纯度为99.99％，气压控制在0.1~1pa，其中，Cr靶电流0.6~2.2 A，负偏压60~180 V，偏压频率150~300kHz。

3.如权利要求1所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述过渡层具体包括以下步骤：

抽真空到0.8×10^-3~10Pa以上真空度，通入的氮气，其纯度为99.999％，气压控制在0.3~1.6pa，其中，Cr靶电流0.3~1.2A，负偏压30~100 V，偏压频率50~120kHz。

4.如权利要求1所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述第一复合物层具体包括以下步骤：

抽真空到0.8×10^-3以上真空度，通入的氮气，其纯度为99.999％，气压控制在0.1~1.0pa，并采用三靶共溅射，其中，Cr靶电流0.2~1.4A，Ni靶电流0.04~0.3A，C靶电流0.8~3A，负偏压30~150 V，偏压频率50~180kHz。

5.如权利要求1所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：

以氩气为保护气氛，其纯度为99.99％，气压为常压，并保持炉体内的升温速率为1~20℃/min，保温温度为600~800℃，保温时间为2~10h，随炉冷降至室温。

6.如权利要求1所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下步骤：

抽真空到1×10^-2~10Pa以上真空度，并通入包括氩气和四氟化碳气体的混合气，其纯度均大于99.9％，且所述混合气中CF₄的体积百分比为30~100%，气压为常压，气体流量为20~200ml/min，辉光放电功率为40~400W，处理时间为10~120min。

7.一种如权利要求1至6中任一项所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法得到的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述防粘附硬质涂层包括直接与模具结合的结合层、设置在所述结合层上的过渡层以及设置在所述过渡层上的硬质防粘附功能层；所述结合层包括金属铬层(Cr)，所述过渡层包括氮化铬层，所述硬质防粘附功能层为包括氮化铬镍((Cr,Ni)N)、-CF₃基团表面接枝改性的类金刚石非晶碳(DLC-CF₃)以及-CF₃基团表面接枝改性的碳纳米管(CNTs-CF₃)三种物质的复合物层。

8.如权利要求7所述的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述防粘附硬质涂层的厚度为6.5~17μm。