tic裝飾膜

1、TiC介紹灰黑色，Hv28GPa，TiC具有較高的耐機械摩擦和抗磨料磨損性能，其膨脹系數(shù)和硬質(zhì)合金相近，適于作硬質(zhì)合金刀片多層膜的底層膜，與基體結(jié)合牢固。我國于上世紀80年代開發(fā)出TiC槍色裝飾膜，實際是梯度TixCy膜，顏色不能全烏黑。若采用電弧離子鍍方法制備TiC，一般以乙炔參加反應(yīng)，合成TiC。乙炔是靠電弧產(chǎn)生的Ti離子碰撞分解和離解的，因此C離子、原子比Ti離子、原子數(shù)量少，反應(yīng)產(chǎn)物多是富Ti貧C的TixCy，故顏色不會很黑。目

2、前制備TiC梯度槍色膜大多采用磁控柱狀鈦靶和靶旁設(shè)發(fā)射電子的燈絲的設(shè)備，通入乙炔進行反應(yīng)濺射沉積。由于燈絲加熱和發(fā)射電子有助于碳源氣的分解和離解，增加了等離子體（Ti，C）的活性，可以獲得較黑的甚至烏黑的TiC膜。一般而言，乙炔比甲烷容易分解，容易發(fā)黑，但甲烷氣比乙炔氣（有水分）更純，有人認為用甲烷制備黑膜顏色更純正。目前用上述類型設(shè)備制備TiC黑膜工藝控制仍不穩(wěn)定，成品率較低，顏色的一致性較差，膜的質(zhì)量強烈依賴于操作者的經(jīng)驗。TiC也

3、用作高爾夫球頭的鍍層，它兼有裝飾和耐沖擊耐磨的功能，并對膜色的均勻要求更高。進一步提高TiC黑膜的質(zhì)量和成品率不容忽視。目前一般采用直流濺射電源，一邊鍍工件，一邊靶“中毒”，到靶電壓升得過高，鍍膜只好中止，這樣的生產(chǎn)工藝就難以穩(wěn)定。改用A2K電源或中頻交流孿生磁控濺射，也許是改進TiC黑膜生產(chǎn)現(xiàn)狀的出路。DLC膜層1過渡層的設(shè)計薄膜的內(nèi)應(yīng)力和結(jié)合強度很大程度上決定著薄膜的穩(wěn)定性和使用壽命。內(nèi)應(yīng)力高和結(jié)合強度低的DLC膜容易在應(yīng)用中產(chǎn)生裂

4、紋、褶皺，甚至脫落，所以制備的DLC膜最好具有適中的壓應(yīng)力和較高的結(jié)合強度。文獻[81]發(fā)現(xiàn)，厚度小于1?m的離子鍍DLC有良好的附著力，但對于在工模具而言，鍍上的DLC膜，要提高使用壽命，膜層太薄沒有明顯的使用效果。降低內(nèi)應(yīng)力可以提高膜基結(jié)合強度，我們從減小膜基間的熱膨脹系數(shù)差值來降低內(nèi)應(yīng)力的觀點出發(fā)，在總結(jié)了本課題組的經(jīng)驗及相關(guān)文獻的實驗結(jié)果，設(shè)計了：基體TiTiCDLC梯度過渡及在DLC中摻金屬的方案。2DLC膜的摻雜技術(shù)在DLC

5、膜中摻雜能提高膜層的硬度、結(jié)合力、熱穩(wěn)定性、耐磨性、電阻率及光學等性能。為了提高膜層的綜合性能，達到實用要求。我們對DLC膜的摻雜也進行了研究，主要研究了鈦的摻入工藝、摻入量及摻鈦后對DLC膜表面情況、結(jié)構(gòu)、硬度、結(jié)合強度、沉積速率及膜層厚度的影響。3膜層的沉積工藝試驗根據(jù)陰極電弧離子鍍DLC膜、磁控濺射鍍TiN的經(jīng)驗及基體材料（Cr12MoV）的回火溫度（200C）初定工藝參數(shù)見表31：強離子轟擊的強度和延長轟擊時間。2）為盡可能地減

6、小邊緣效應(yīng)。結(jié)合設(shè)備的工作情況，適當?shù)卦黾油饬考敖档碗x子源的工作電壓；降低負偏壓。3）延長DLC膜的沉積時間，以增加膜層厚度。7沉積工藝參數(shù)優(yōu)化8純DLC膜層優(yōu)化工藝根據(jù)上述調(diào)整原則，經(jīng)過多次工藝參數(shù)調(diào)整試驗，在模具鋼上沉積DLC薄膜的優(yōu)化工藝參數(shù)見表32：表32在模具鋼上沉積在模具鋼上沉積DLC膜的工藝參數(shù)膜的工藝參數(shù)Table32DepositionconditionsfpureDLCfilmsondiesteel步驟工藝參數(shù)外加

7、熱真空度為5.0?102時設(shè)定外加熱溫度為150C爐內(nèi)壓強(Pa)氣體流量(Sccm)磁控功率（Kw）離子源功率（Kw）偏壓(V)時間(min)工件與靶間距Ar1.0?101100Ar0.53.00?9005離子轟擊Ti1.0?101120Ar9.01.590010Ti1.5?101120Ar9.01.51005TiN2.5?101120Ar60N8.51.510010TiCN2.5?101120Ar60N60CH48.51.51001