[发明专利]带离子镀黑膜层金属基件的生产工艺及其金属基件

摘要

本发明公开一种带离子镀黑膜层金属基件的生产工艺及其金属基件，该工艺首先向镀膜室中通入工作气体氩气，采用中频磁控溅射的方法在金属基件表表面溅镀铬硅膜层，然后在中频溅射过程中溅射形成的铬硅层电离出的离子与乙炔电离出的碳离子发生反应生成碳化铬与碳化硅。采用中频磁控镀膜方式，消除了普通直流反应磁控溅射中的阳极消失现象，从而使溅射过程得以稳定进行。铬硅膜层使工件表面覆盖铬硅混合物，膜层致密均匀，结合力强，保证了产品的耐磨性。中频溅射过程中铬硅电离出的离子与反应气体乙炔电离出的碳离子发生反应生成碳化铬与碳化硅，这两种物质呈黑色即离子镀黑膜层，这种膜层色泽光亮，且耐磨性能强。

主权项

1.一种带离子镀黑膜层金属基件的生产工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：铬硅靶中频溅射向镀膜室中通入流量为80sccm的工作气体氩气，以铬硅混合物作为靶材，采用中频磁控溅射的方法在金属基件表表面溅镀铬硅膜层，溅射时，镀膜室压强为2.5×10-1～3.5×10-1Pa，铬硅靶材使用电压为100～150V、电流为20A的射频电源，溅射电压的频率范围处于10～80KHz范围，占空比为50％～60％，溅射时间为8～15min；反应成膜向镀膜室同时通入保护气体氩气与反应气体乙炔，乙炔的初始流量为20sccm～40sccm，在中频溅射过程中溅射形成的铬硅层电离出的离子与乙炔电离出的碳离子发生反应生成碳化铬与碳化硅，反应过程中，镀膜室压强为3.5×10-1Pa，中频电源的电流值为20A，氩气流量为80sccm，乙炔的流量在反应的进行过程中不断增大，中频电源的电压值逐渐变小，占空比逐渐变小，最终在金属基件表面形成致密的离子镀黑膜层；在反应成膜的步骤中，乙炔的初始流量具体为30sccm，在反应过程中乙炔流量经过六轮变速提速；第一轮提速时间为6min，乙炔流量为每5s增加1sccm，此时的中频电压值为90V，占空比为50％，乙炔流量升至102sccm；第二轮提速时间为10min，乙炔流量为每10s增加1sccm，此时的中频电压值为90V，占空比为50％，乙炔流量升至162sccm；第三轮提速时间为10min，乙炔流量为每20s增加1sccm，此时的中频电压值为80V，占空比为40％，乙炔流量升至192sccm；第四轮提速时间为10min，乙炔流量为每30s增加1sccm，此时的中频电压值为80V，占空比为40％，乙炔流量升至212sccm；第五轮提速时间为10min，乙炔流量为每45s增加1sccm，此时的中频电压值为70V，占空比为30％，乙炔流量升至225sccm；第六轮提速时间为20min，乙炔流量为每60s增加1sccm，此时的中频电压值为70V，占空比为30％，乙炔流量升至245sccm；最后在乙炔流量为245sccm，其他条件不变的状态下继续反应5min得到离子镀黑膜层。