一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层及其制备方法.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CN112159955A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202010997898.X(22)申请日2020.09.21(71)申请人宁波云涂科技有限公司地址315191浙江省杭州市鄞州区姜山镇雁湖路721号(72)发明人张星翔马洋张颖(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.C23C14/06(2006.01)C23C14/16(2006.01)C23C14/32(2006.01)C23C14/58(2006.01)B29C33/56(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层及其制备方法，涉及疏水涂层领域。本发明的制备方法，采用带有离子束辅助装置的多弧离子镀设备依次沉积Cr层和CrTiAlN层，之后使用中能碳离子束进行照射，刻蚀的同时碳离子也会注入到CrTiAlN层内部，形成的CrTiAlCN金属碳化物，金属碳化物具有比其氮化物更高的硬度，进一步提高整个涂层的硬度和耐磨性；中能碳离子束处理之后得到的CrTiAlCN，在保留CrTiAlN膜层硬质耐磨性的基础上，进一步提高了其疏水性；碳还具有良好的减摩自润滑性能，降低涂层表面磨损和高分子材料粘附；本发明的制备方法，工艺简单，能够直接应用于工业大规模生成。CN112159955ACN112159955A权利要求书1/1页1.一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)利用多弧离子镀金属基体上沉积Cr层；2)利用多弧离子镀同时溅射Cr靶和TiAl靶，在Cr层上沉积CrTiAlN层；3)在沉积CrTiAlN层的同时，中能碳离子束对沉积层进行照射，得到CrTiAlCN层；4)Cr靶和TiAl靶停止溅射，利用中能碳离子束继续对CrTiAlCN层进行照射，得到具有微纳米结构的硬质疏水涂层。2.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中Cr层厚度为200-600nm；步骤2)中CrTiAlN层厚度为1-5μm；步骤3)中所述CrTiAlCN层的厚度为200-400nm；步骤1)中的金属基体为模具钢、工具钢或硬质合金材料；步骤2)的TiAl靶中，Ti和Al的摩尔比为67:33。3.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤1)中，沉积气氛为氩气，沉积工作气压为0.2-0.5Pa，基体偏压为-350～-450V，基体温度为室温至550℃，沉积时间为5-15min。4.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤2)中，沉积气氛为氩气和氮气，沉积工作气压2-4Pa，基体偏压为-40～-80V，基体温度为室温至550℃，沉积时间为60-120min。5.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤3)中沉积气氛为氩气和氮气，沉积工作气压2-4Pa，基体偏压为-40～-80V，基体温度为室温至550℃；中能碳离子束能量为15-25keV，束流为1-5mA，沉积时间为10-20min。6.根据权利要求4或5所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，氩气和氮气的流量比为(1:8)-(1:20)。7.根据权利要求1所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层的制备方法，其特征在于，步骤4)中，中能碳离子束所采用的气体为甲烷，中能碳离子束能量为25-35keV，束流1-5mA，照射时间为15-25min。8.一种由权利要求1～7任一项所述的制备方法得到的具有微纳米结构的硬质疏水涂层。9.根据权利要求8所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层，其特征在于，涂层的静态疏水角大于120°，硬度大于3000HV，摩擦系数小于0.25。10.根据权利要求8所述的具有微纳米结构的硬质疏水涂层，其特征在于，1000m摩擦磨损试验后接触角仍大于120°。2CN112159955A说明书1/5页一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及疏水涂层领域，具体涉及一种具有微纳米结构的硬质疏水涂层及其制备方法。背景技术[0002]通过模具注射成型来生产具有特定形状的塑料、橡胶等高分子材料零部件是工业上最常用的方法，生产规模巨大，应用广泛。而其生产过程中最大的难点之一就是解决成型零件与模具的粘附问题，即增强模具的脱模性。一般工业上常用的增强模具脱模性能的方法为使用脱模剂，但是脱模剂存在价格昂贵、对人体伤害较大、对模具具有腐蚀作用等缺点，是不经济、不环保的下下之选，亟需更优秀的替代