[发明专利]一种刀具镀膜工艺及设备

说明书

本发明提供一种刀具镀膜工艺及设备，涉及金属表面处理领域。刀具镀膜工艺包括以下步骤：对刀具基底进行预处理；对刀具基底进行气体离子清洗；采用高能脉冲磁控溅射技术对金属靶材进行磁控溅射，形成金属离子，配合脉冲偏压的脉冲控制金属离子对刀具基底进行刻蚀清洗；依次在刀具基底表面沉积金属碳化物层和碳膜层，且金属碳化物层的厚度不大于500nm。对刀具基底进行气体离子清洗后，对刀具基底进行金属离子刻蚀清洗，能够有效地增加刀具基底与碳膜层之间的结合力，从而在确保刀具基底与碳膜层稳定结合的前提下，降低金属碳化物层的厚度，使金属碳化物层的厚度不大于500nm，避免刃口因过厚而变钝，保证刃口的锋利度。

技术领域

本发明涉及金属表面处理领域，尤其涉及一种刀具镀膜工艺及设备。

背景技术

厨房用刀具主要用于切割肉类、蔬菜及水果等，其材质通常为不锈钢等钢材，因其摩擦系数较高，在使用过程中刃口容易变钝，需要经常复磨。为了解决这一问题，常见的做法是以刀具为基底，对刀具表面进行涂覆硬质膜层(如碳膜层)处理，从而提高刀具表面的硬度，降低刀具表面的摩擦系数，使刀具表面平滑且具有良好的耐磨性。

但是，为了保证碳膜层与刀具基底之间的结合力，需要在刀具基底表面设置足够厚度的金属碳化物作为过渡层，导致刀具的刃口变钝，与涂覆硬质膜层的初衷相悖。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种刀具镀膜工艺。

本发明提供如下技术方案：

一种刀具镀膜工艺，用于在刀具基底表面制备碳膜层，包括以下步骤：

对所述刀具基底进行气体离子清洗；

采用高能脉冲磁控溅射技术对金属靶材进行磁控溅射，形成金属离子，配合脉冲偏压的脉冲控制金属离子对所述刀具基底进行刻蚀清洗；

依次在所述刀具基底表面沉积金属碳化物层和所述碳膜层，且所述金属碳化物层的厚度不大于500nm。

作为对所述刀具镀膜工艺的进一步可选的方案，对所述刀具基底进行刻蚀清洗时，高能脉冲磁控溅射的电流为0.5-3A，脉冲频率为300-5000Hz，脉宽为30-200μs，脉冲偏压为100-600V，脉冲偏压的脉冲频率和脉宽与高能脉冲磁控溅射同步，且脉冲偏压的脉冲相位滞后于高能脉冲磁控溅射20-80μs。

作为对所述刀具镀膜工艺的进一步可选的方案，对所述刀具基底进行刻蚀清洗的时间为10min。

作为对所述刀具镀膜工艺的进一步可选的方案，对所述刀具基底进行气体离子清洗时，偏压为100-300V，频率为40-200Khz，清洗时间为20min。

作为对所述刀具镀膜工艺的进一步可选的方案，在所述刀具基底表面沉积金属碳化物层之前，先采用高能脉冲磁控溅射技术对金属靶材进行磁控溅射，形成金属离子，配合脉冲偏压的脉冲控制金属离子沉积在所述刀具基底的表面，持续15-30min，在所述刀具基底表面沉积金属打底层；

其中，高能脉冲磁控溅射的电流为3-10A，脉冲频率为300-5000Hz，脉宽为30-200μs，脉冲偏压为60-200V，脉冲偏压的脉冲频率和脉宽与高能脉冲磁控溅射同步，且脉冲偏压的脉冲相位滞后于高能脉冲磁控溅射20-80μs；

所述金属打底层的厚度为20-200nm。

作为对所述刀具镀膜工艺的进一步可选的方案，所述在所述刀具基底表面沉积金属碳化物层包括：

采用高能脉冲磁控溅射技术对金属靶材进行磁控溅射，形成金属离子，同时注入气态烃，配合脉冲偏压的脉冲控制金属离子和碳离子同时沉积在所述金属打底层的表面，持续20-30min；