[发明专利]基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法在审
| 申请号： | 201910331508.2 | 申请日： | 2019-04-24 |
| 公开（公告）号： | CN109913801A | 公开（公告）日： | 2019-06-21 |
| 发明（设计）人： | 张克栋;郭旭红;王呈栋;孟祥峰;刘峰 | 申请（专利权）人： | 苏州大学 |
| 主分类号： | C23C14/02 | 分类号： | C23C14/02;C23C14/32;C23C14/35;C23C14/06 |
| 代理公司： | 苏州创元专利商标事务所有限公司 32103 | 代理人： | 陈婷婷 |
| 地址： | 215137 *** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基体表面 等离子体辅助 制备 激光织构化 涂层膜 微织构 刀具 等离子体刻蚀 化学键合界面 硬质合金钢 表面规则 飞秒激光 激光加工 涂层基体 物理结合 形状区域 综合性能 高速钢 结合力 可控制 内涂层 有效地 织构化 嵌接 沉积 加工 | ||
1.一种基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于，依次包括如下步骤：
（1）基体预处理：采用高速钢或硬质合金材料制成的基体，并将基体表面研磨抛光处理，再对所述基体表面予以清洁处理；
（2）在所述基体表面加工微织构：利用物镜将线性偏振飞秒激光聚焦到所述基体表面，设定激光扫描路径与激光加工参数，在所述基体表面加工出微织构；
（3）等离子体刻蚀加工：将经激光加工微织构后的所述基体放置在感应耦合等离子刻蚀系统的刻蚀腔中，在等离子体环境下干法刻蚀实现微织构的制备，在所述基体表面形成等离子改性层；
（4）沉积PVD涂层：在具有所述微织构的所述基体表面上沉积PVD涂层，所述PVD涂层覆盖在所述等离子改性层上。
2.根据权利要求1所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：在所述步骤（1）中，将所述基体置放在去离子水和/或有机溶剂中进行超声清洗以对所述基体表面予以清洁，所述有机溶剂为乙醇或丙酮。
3.根据权利要求1所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：在所述步骤（2）中，将所述基体放置在高精度三维移动平台上，通过计算机控制三维移动平台的移动，使得所述飞秒激光按预设路径聚焦扫描至所述基体上实现的所述微织构的加工，其中，所述飞秒激光在所述基体表面扫描的次数为1次至2次。
4.根据权利要求1所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，所述线性偏振飞秒激光的波长为180nm～1053nm，激光脉宽为100～300 fs，脉冲能量为0.5～2 μJ，激光脉冲频率为500～1000 Hz，激光扫描速度为100～1000 µm/s。
5.根据权利要求1所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：在所述步骤（2）后且在所述步骤（3）前，将经所述步骤（2）处理后的所述基体置放在有机溶剂中进行超声清洗。
6.根据权利要求1所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述刻蚀腔内充盈SF6 气体或Cl2气体。
7.根据权利要求6所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：所述刻蚀系统的上射频源功率以及下射频源功率可调范围分别为 0-500 W 和 0-300 W，在所述步骤（3）的刻蚀加工中，所述刻蚀系统的上射频源的功率大于下射频源的功率。
8.根据权利要求1所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：在所述步骤（3）后、所述步骤（4）前，先去除经所述步骤（3）处理的所述基体表面上残留的杂质，再在所述基体表面上沉积PVD涂层。
9.根据权利要求1所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：所述的PVD涂层通过阴极电弧离子镀工艺或者磁控溅射工艺镀设在所述基体的表面上。
10.根据权利要求1至9任一项所述的基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法，其特征在于：所述微织构为微型凹槽，或者微孔，或者微型凹槽与微孔的复合织构。
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