一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107245692A(43)申请公布日2017.10.13(21)申请号201710379638.4(22)申请日2017.05.25(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人匡同春黎毓灵邓阳雷淑梅王毅陈灵周克崧曾德长(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人何淑珍(51)Int.Cl.C23C14/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法(57)摘要本发明公开了一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法。该方法首先将硬质合金基体分别采用各号金刚石磨盘研磨、抛光后超声清洗，热风吹干放入真空箱中备用；镀膜时取出，装入炉腔进行两次加热和三次抽真空处理后向炉内连续通入氩气，利用电弧辅助等离子体刻蚀技术对基体进行离子刻蚀清洗。本发明由于两次长时间的加热将腔室内水蒸气、易挥发杂质及基体表面气体排出。电弧辅助等离子体放电技术产生均匀低能的高密度等离子体对基体进行刻蚀清洗。本发明在不损伤基体的前提下显著减少了基体表面杂质及气体，提高了基体表面活性、粗糙度以及基体温度，去除基体表面脱钴产生的疏松层，细化基体表面晶粒尺寸，提高膜基结合力及PVD涂层质量。CN107245692ACN107245692A权利要求书1/1页1.一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，包括如下步骤：1）基体研磨抛光、超声波清洗：将硬质合金基体研磨后采用天然纤维抛光布配W3.5的金刚石抛光粉进行抛光，基体磨抛后浸入无水乙醇中，利用超声波清洗机进行超声清洗；2）储存：超声清洗后，用热风吹干，再用试样袋封好，放入真空干燥箱中备用；3）加热与抽真空：将基体从真空干燥箱中取出，装夹在三维可旋转形星架上，送入腔室，进行抽真空和加热处理；4）等离子体刻蚀：向所述腔室通入高纯氩气，保持腔室的温度和气压恒定，基体加双极脉冲负偏压，保持电弧靶和阳极棒的电流恒定，进行电弧辅助等离子体刻蚀；5）步骤4）完成后，调节红外加热管温度、腔室气压、基体偏压对基体进行原位PVD镀膜。2.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤1）中，所述研磨为将基体分别在240、400、800、1000、1200、1500磨粒粒度的金刚石磨盘上进行粗磨、细磨、精磨；所述超声清洗的温度为室温~40℃，时间为15~30min。3.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤2）中，所述真空干燥箱的真空度设置为0.1Pa以下。4.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤3）中，整个腔室采用分布在腔室后壁的红外加热管加热，腔室内的实际温度由腔室前侧热电偶测量，设置上、中、下三个位置。5.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤3）中，所述抽真空和加热包括以下具体步骤：将腔室真空度抽至4.0E-3Pa以下，红外加热管温度设置为400~600℃，加热时间设置为15~45min；再将腔室真空度抽至4.0E-3Pa以下，将红外加热管温度设置为400~600℃，保持15~30min；然后第三次将腔室真空度抽至4.0E-3Pa以下。6.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤4）中，电弧圆靶采用Ti靶，纯度达99%以上；电弧靶充当电子源，Ti离子由靶前档板过滤，电子在阳极棒的作用下进入并充满腔室。7.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤4）中，电弧靶电流设置为70~90A，阳极棒电流设置为低于电弧靶电流5~10A。8.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤4）中，放置基体的行星架接双极脉冲，负极脉冲为-300~-400V，正极脉冲为+20V，频率为15~20kHz，占空比为75~85%；行星架转速设置为2~6r/min。9.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，在步骤4）中，红外加热管温度设置为300~500℃，腔室气压设置为0.2~2.0Pa，氩气流量由气压控制。10.根据权利要求1所述的一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法，其特征在于，步骤4）中，所述电弧辅助等离子体刻蚀的时间为60~90min，基体进行电弧辅助等离子体刻蚀后粗糙度Ra值在0.4µm以下。2CN107245692A说明书1/4页一种PVD涂层的硬质合金基体表面预处理方法技术领域[0001]本发明涉及材料