鎳凹版表面磁控濺射TiN膜層性能研究.pdf

1、針對(duì)凹版電鍍鉻存在的污染和氫脆問(wèn)題，本課題采用磁控濺射鍍膜技術(shù)和非平衡磁控濺射鍍膜技術(shù)，以金屬鈦為原料，在鎳凹版材表面制備了硬質(zhì)TiN耐磨層。研究了設(shè)備和工藝條件對(duì)膜層制備與性能的影響；采用顯微硬度計(jì)、表面輪廓儀、劃痕儀、掃描電鏡等對(duì)樣品的表面形貌、表面粗糙度、硬度、耐磨性及結(jié)合強(qiáng)度等進(jìn)行了研究，并同電鍍鉻樣品進(jìn)行了比較。 研究結(jié)果表明： 1、實(shí)驗(yàn)采用磁控濺射和非平衡磁控濺射工藝分別制備的TiN膜層，結(jié)晶均勻致密，晶粒細(xì)

2、小，分布均勻，結(jié)合強(qiáng)度較高，韌性較好，硬度(HK25g1350～1800)高于電鍍Cr層(HK25g 1050)，并具有較高的表面光潔度，大大地增強(qiáng)了鎳基凹版的耐磨性。在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件下，平衡磁控濺射的膜層性能優(yōu)于非平衡磁控濺射。優(yōu)化的磁控濺射工藝為電壓310V，電流3.0A，N<,2>流量L31(mL/min)；優(yōu)化的非平衡磁控濺射工藝為電壓340V，電流7.0A，N<,2>流量L12(mL/min)。 2、磁控濺射及非平衡磁

3、控濺射離子鍍技術(shù)制備凹印版材的TiN耐磨層工藝屬于干法鍍膜，膜層制備過(guò)程中版材處于真空環(huán)境，避免了氧化和其它雜質(zhì)的影響，從而大大提高膜層的純度和質(zhì)量。同時(shí)，工藝過(guò)程避免了基材的電鍍氫脆，而且解決了環(huán)境污染問(wèn)題。 3、隨著載荷的增加，TiN膜的摩擦系數(shù)都有小幅度的升高。但是載荷對(duì)薄膜壽命有著一定的影響，當(dāng)載荷為2N時(shí)，薄膜耐磨時(shí)間為50min；當(dāng)載荷加至5N時(shí)，耐磨時(shí)間為20min。 4、TiN薄膜耐磨性與其厚度有很大關(guān)系