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CN118497675B - 一种劈刀涂层及其制备方法 - Google Patents

一种劈刀涂层及其制备方法 Download PDF

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CN118497675B CN202410979656.6A CN202410979656A CN118497675B CN 118497675 B CN118497675 B CN 118497675B CN 202410979656 A CN202410979656 A CN 202410979656A CN 118497675 B CN118497675 B CN 118497675B
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Abstract

本发明提供一种劈刀涂层及其制备方法,包括以下步骤:S1对劈刀基体的表面进行清洁处理;S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理;S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层;S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层;这样降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升。

Description

一种劈刀涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及劈刀涂层技术领域,具体涉及一种劈刀涂层及其制备方法。
背景技术
在键合过程中,随着劈刀打线次数的增加,陶瓷劈刀表面会堆积脏污。这主要是由于在键合过程中劈刀会接触到框架、芯片的基材和引线键合的线材,这些材料均为金属材质,铝、银、铜等有色金属,其在打线过程中因为超声的能量,劈刀表面会和这些金属产生摩擦,从而在劈刀表面堆积金属脏污,随着键合次数的增加,其堆积物也会随之增加,最终影响键合后的芯片质量。 同时在引线键合过程中,由于超声的作用,劈刀表面和线材框架存在高频的震动和摩擦,其表面会逐渐发生磨损(如图1所示),无法维持原有的表面形态和结构,影响劈刀的打线次数,劈刀寿命判断依据是芯片引线键合失效之前的最大应用打线次数。
现有技术使用CVD(化学气相沉积)制作氧化铬涂层来解决劈刀在引线键合过程中逐渐发生磨损的技术问题,但是CVD做出来的氧化铬容易长成{1,1,1}面的柱状晶结构,导致在实际应用过程中,存在以下技术问题:
{1,1,1}面的柱状晶结构意味着氧化铬涂层由许多垂直于基底的柱状晶体组成。这些晶体在生长过程中可能会形成不平整的表面,因为晶体的生长速度和方向可能不一致;由于柱状晶体的生长特性和可能的不均匀性,涂层表面会出现凹凸不平的现象,导致劈刀表面粗糙度增加。这种粗糙度增加可能会影响劈刀的使用性能和寿命,在实际的引线键合过程中出现晶粒拔出的现象,寿命提升不明显。
氧化铬涂层与劈刀基体之间的结合力可能较弱,尤其是在晶粒边界或晶粒与基体之间的界面处。这可能是由于涂层制备过程中的温度梯度、应力分布或材料不匹配等因素导致的。在引线键合过程中,劈刀受到机械应力的作用,如拉伸、弯曲等。如果涂层与基体之间的结合力较弱,这些机械应力可能导致晶粒从基体上拔出,影响劈刀的使用性能和寿命。
虽然CVD方法能够制备出高质量的氧化铬涂层,但涂层中的柱状晶结构可能导致涂层内部存在缺陷或应力集中点。这些缺陷或应力集中点可能会成为涂层失效的起点,从而降低劈刀的使用寿命。
以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案,其并不必然属于本专利申请的现有技术,也不必然会给出技术教导;在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日之前已经公开的情况下,上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。
发明内容
为了解决现有技术使用CVD(化学气相沉积)制作氧化铬涂层来解决劈刀在引线键合过程中,劈刀表面粗糙度增加、涂层与基体之间的结合力较弱和降低劈刀的使用寿命等技术问题,本发明提出了一种劈刀涂层及其制备方法,降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升。
为了达到上述目的,本发明的技术方案如下:
本发明提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层。
本发明提出了一种劈刀涂层及其制备方法,降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升。
作为优选技术方案,步骤S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体抽真空,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S302向真空室内注入氩气;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层。
作为优选技术方案,步骤S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,具体包括以下步骤:
S401对腔体继续抽真空,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室内注入氩气;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2, 采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层。
作为优选技术方案,所述真空室内气压为≤10-5Bar,向真空室注入氩气的压力流量>150ml/min,在铬靶材上形成的负偏压为-100~-200V,在CrO3靶材上形成的负偏压为-100~-200V。
作为优选技术方案,步骤S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入碳氢清洗剂中进行浸泡;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装。
作为优选技术方案,所述碳氢清洗剂,包括以下重量百分比的组分:
正十二烷或异十二烷 60~80%;
1,1,1,2,3-五氟丙烷或1,1,1,3,3-五氟丙烷10~20%;
草酸10%~20%。
作为优选技术方案,所述碳氢清洗剂的温度为60~80℃,所述碳氢清洗剂的浸泡时间为3小时以上。
作为优选技术方案,步骤S2对进行清洁处理后的劈刀进行预处理,包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空后,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空后,打开直流电源后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度≤Ra0.05μm。
另一方面,本发明提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到。
作为优选技术方案,包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm~1200nm。
本发明提供的一种劈刀涂层及其制备方法,具有以下有益效果:
1)降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升;
2)本申请有目的地选择步骤S1中对劈刀基体的表面进行清洁处理,防止劈刀基体的表面的脏污影响涂层的效果,不仅避免了部分脏污会和涂层发生反应,而且提升了后续涂层的结合力和厚度均匀性;
本申请有目的地选择步骤S2中对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,不仅起到去除劈刀表面吸附的气体杂质,呈现分子级的清洁度,降低劈刀基体表面的粗糙度,更有利于提升后续在其表面形成铬元素涂层的结合力;
本申请有目的地选择步骤S3中在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,有利于提升后续在其表面形成氧化铬涂层的结合力,铬元素是一种不活泼的金属元素,其氧化物(如三氧化二铬)具有较高的化学稳定性,当铬元素以涂层形式沉积在劈刀表面时,涂层与基体之间形成稳定的化学键或界面反应层,这有助于增强涂层与劈刀基体之间的结合力;
本申请有目的地选择步骤S4中在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,射频磁控溅射法通过精确控制溅射参数(如气体流量、气压、基体温度、负偏压等),可以实现对沉积过程的精细调控,这种高度可控性有助于获得均匀、致密的氧化铬涂层,避免了CVD法中可能出现的涂层不均匀和柱状晶结构的问题,降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升;
本申请有目的地选择铬元素涂层具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和良好的导电性;在劈刀基体上形成铬元素涂层可以显著提高劈刀的使用寿命和性能稳定性,同时,铬元素涂层还可以作为后续氧化铬涂层的底层,提高氧化铬涂层与基体之间的结合力和整体性能;
本申请有目的地选择氧化铬涂层具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和光学性能等,通过射频磁控溅射方法制备的氧化铬涂层能够进一步提高这些性能,满足特定应用的需求;
本申请有目的地选择所述氧化铬涂层呈微晶结构,微晶结构使得氧化铬涂层表面更加致密,减少了腐蚀介质与基材的接触面积,从而提高了涂层的防腐蚀性能,微晶结构的氧化铬涂层具有高硬度,能够有效抵抗外力的磨损和刮擦,这种特性使得涂层在摩擦和磨损环境中能够保持较长时间的良好性能,微晶结构中得到了更好的体现,使得涂层在高温氧化环境中具有更好的保护效果,微晶结构的氧化铬涂层与基材之间具有更强的界面结合力,能够有效防止涂层在受到外力作用时发生脱落或剥离现象。
3)射频磁控溅射法主要依赖于高能氩离子对靶材的轰击,使靶材分子或原子脱离并沉积在基体上;这是一个物理过程,与CVD法的化学气相反应过程不同;物理沉积过程更易于控制涂层的生长形态和结构,减少了形成柱状晶结构的可能性;
在射频磁控溅射过程中,靶材上形成的负偏压有助于吸引电离的氩离子,加速其轰击靶材的速度,从而增加靶材的溅射产率;同时,O2形成的微氧气氛下,CrO3分子在加热的基体上分解生成的Cr2O3能够迅速沉积在基体表面,形成均匀的氧化铬涂层,这种微氧气氛和基体温度的控制有助于抑制柱状晶的生长;同时微氧气氛避免氧化铬涂层出现氧空位以影响致密度,从而获得均匀、致密的氧化铬涂层。
4)在CrO3靶材上形成的负偏压会改变氧化铬原子进入劈刀表面的速度和角度,采用射频电源在CrO3靶材上形成负偏压会直接影响氧化铬涂层的表面的粗糙度和晶粒大小,本申请有目的地选择采用射频电源在CrO3靶材上形成的负偏压为-100~-200V,有效改善劈刀表面的粗糙度。
5)本申请有目的地选择碳氢清洗剂,碳氢清洗剂配方有目的地选择以下重量百分比的组分:正十二烷或异十二烷 60~80%;1,1,1,2,3-五氟丙烷或1,1,1,3,3-五氟丙烷10~20%;草酸10%~20%,碳氢清洗剂配方选择如上组分复配,可以溶解许多物质,通过强力溶解作用去除油脂、灰尘和其他污渍,具备很强的活性和惰性,和其他元素形成稳定的化合物,从而更好的发挥碳氢清洗剂的作用,针对金属类型的脏污,通过化学反应生成新的物质而达到去除金属脏污的目的。
6)对腔体内继续抽真空后,打开直流电源后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,起到去除劈刀表面吸附的气体杂质,呈现分子级的清洁度,有利于后续铬元素涂层的结合力,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度≤Ra0.05μm,进一步有利于后续铬元素涂层的结合力;
7)本申请有目的地选择所述氧化铬涂层的厚度为200nm~1200nm,提升了劈刀涂层的结合力,同时提升了劈刀涂层的使用寿命;
由于劈刀涂层的使用寿命的提升,代表着实际焊线过程中产品的报警率降低,同时产品第一焊点和第二焊点的形貌的特征更长时间维持住,所以质量更稳定,一致性更好。
附图说明
图1为背景技术提供的劈刀基体表面的SEM图;
图2为本发明提供的步骤S1中劈刀基体表面的SEM图;
图3为本发明实施例1提供的氧化铬涂层的XRD图;
图4为背景技术提供的CVD(化学气相沉积)方法制作出的氧化铬涂层的SEM图;
图5为本发明实施例1提供的射频磁控溅射方法制作出的氧化铬涂层的SEM图;
图6为本发明提供劈刀抗脏污涂层的厚度测试步骤中磨平的标准样块的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
本发明提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层。
本发明提出了一种劈刀涂层的制备方法,降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升。
本申请有目的地选择步骤S1中对劈刀基体的表面进行清洁处理,防止劈刀基体的表面的脏污影响涂层的效果,不仅避免了部分脏污会和涂层发生反应,而且提升了后续涂层的结合力和厚度均匀性;
本申请有目的地选择步骤S2中对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,不仅起到去除劈刀表面吸附的气体杂质,呈现分子级的清洁度,降低劈刀基体表面的粗糙度,更有利于提升后续在其表面形成铬元素涂层的结合力;
本申请有目的地选择步骤S3中在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,有利于提升后续在其表面形成氧化铬涂层的结合力;
本申请有目的地选择步骤S4中在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,射频磁控溅射法通过精确控制溅射参数(如气体流量、气压、基体温度、负偏压等),可以实现对沉积过程的精细调控,这种高度可控性有助于获得均匀、致密的氧化铬涂层,避免了CVD法中可能出现的涂层不均匀和柱状晶结构的问题,降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升;
本申请有目的地选择铬元素涂层具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和良好的导电性;在劈刀基体上形成铬元素涂层可以显著提高劈刀的使用寿命和性能稳定性,同时,铬元素涂层还可以作为后续氧化铬涂层的底层,提高氧化铬涂层与基体之间的结合力和整体性能;
本申请有目的地选择氧化铬涂层具有优异的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和光学性能等,通过射频磁控溅射方法制备的氧化铬涂层能够进一步提高这些性能,满足特定应用的需求;
本申请有目的地选择所述氧化铬涂层呈微晶结构,微晶结构使得氧化铬涂层表面更加致密,减少了腐蚀介质与基材的接触面积,从而提高了涂层的防腐蚀性能,微晶结构的氧化铬涂层具有高硬度,能够有效抵抗外力的磨损和刮擦,这种特性使得涂层在摩擦和磨损环境中能够保持较长时间的良好性能,微晶结构中得到了更好的体现,使得涂层在高温氧化环境中具有更好的保护效果,微晶结构的氧化铬涂层与基材之间具有更强的界面结合力,能够有效防止涂层在受到外力作用时发生脱落或剥离现象。
本发明提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为40~80KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压≥10Bar,所述高压水冲洗的时间>20分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入60~80℃的碳氢清洗剂中浸泡3小时以上;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM,甩干的时间为≥15分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装,无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度≤Ra0.05μm;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体继续抽真空达到10-5Bar以下,同时对劈刀基体进行加热达到500度以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气, 向真空室注入氩气压力的流量大于150ml/min;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,在铬靶材上形成的负偏压为-100~-200V,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层,铬元素涂层的厚度控制在50~100nm;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,具体包括以下步骤:
S401将CrO3靶材移动到劈刀基体正对面,且距离劈刀基体50mm~150mm,对腔体继续抽真空达到气压为≤10-5Bar,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室注入氩气,向真空室注入氩气的压力的流量大于150ml/min;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度(500℃以上)下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2,采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,在CrO3靶材上形成的负偏压为-100~-200V,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm~1200nm;
S5劈刀涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
优选地,所述碳氢清洗剂,包括以下重量百分比的组分:正十二烷或异十二烷 60~80%;1,1,1,2,3-五氟丙烷或1,1,1,3,3-五氟丙烷10~20%;草酸10%~20%;碳氢清洗剂配方选择如上组分复配,可以溶解许多物质,通过强力溶解作用去除油脂、灰尘和其他污渍,具备很强的活性和惰性,可以和其他元素形成稳定的化合物,从而更好的发挥碳氢清洗剂的作用,针对金属类型的脏污,通过化学反应生成新的物质而达到去除金属脏污的目的。
优选地,所述射频电源产生的负偏压,通过以下公式计算得到:
V = k(W/P)^1/2;
其中,V 是射频电源产生的负偏压;
k 是一个取决于电极面积的因子;
W 是射频功率;
P 是气体压强。
本发明提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm~1200nm,所述铬元素涂层的厚度为50~100nm。
实施例1
本发明提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为40KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压为10Bar,所述高压水冲洗的时间为21分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入60℃三维碳氢清洗剂中浸泡3.1小时;
所述碳氢清洗剂通过以下重量百分比的组分:正十二烷60%,1,1,1,2,3-五氟丙烷20%和草酸20%组成;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM,甩干的时间为15分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装,无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度为Ra0.05μm;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体继续抽真空达到10-5Bar以下,同时对劈刀基体进行加热达到500度以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气, 向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,在铬靶材上形成的负偏压为-100V,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层,铬元素涂层的厚度控制在50nm;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,具体包括以下步骤:
S401将CrO3靶材移动到劈刀基体正对面,且距离劈刀基体50mm,对腔体继续抽真空达到气压为≤10-5Bar,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室注入氩气,向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2,采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,在CrO3靶材上形成的负偏压为-100V,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm;
S5劈刀涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
本发明提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm,所述铬元素涂层的厚度为50nm。
实施例2
本发明提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为80KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压为12Bar,所述高压水冲洗的时间为22分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入80℃碳氢清洗剂中浸泡3.2小时;
所述碳氢清洗剂通过以下重量百分比的组分:正十二烷80%,1,1,1,2,3-五氟丙烷10%和草酸10%组成;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM, 甩干的时间为16分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装, 无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度为Ra0.04μm;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体继续抽真空达到10-5Bar以下,同时对劈刀基体进行加热达到500度以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气, 向真空室注入氩气的压力的流量为153ml/min;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,在铬靶材上形成的负偏压为-150V,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层,铬元素涂层的厚度控制在75nm;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,具体包括以下步骤:
S401将CrO3靶材移动到劈刀基体正对面,且距离劈刀基体75mm,对腔体继续抽真空达到气压为≤10-5Bar,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室注入氩气,向真空室注入氩气的压力的流量为153ml/min;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2, 采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,在CrO3靶材上形成的负偏压为-150V,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为750nm;
S5劈刀涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
本发明提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为750nm,所述铬元素涂层的厚度为75nm。
实施例3
本发明提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为60KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压为13Bar,所述高压水冲洗的时间为23分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入70℃碳氢清洗剂中浸泡3.3小时;
所述碳氢清洗剂通过以下重量百分比的组分:异十二烷 70%,1,1,1,3,3-五氟丙烷15%和草酸15%组成;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM, 甩干的时间为17分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装, 无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度为Ra0.03μm;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体继续抽真空达到10-5Bar以下,同时对劈刀基体进行加热达到500度以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气, 向真空室注入氩气的压力的流量为155ml/min;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,在铬靶材上形成的负偏压为-200V,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层,铬元素涂层的厚度控制在100nm;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,具体包括以下步骤:
S401将CrO3靶材移动到劈刀基体正对面,且距离劈刀基体150mm,对腔体继续抽真空达到气压为≤10-5Bar,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室注入氩气,向真空室注入氩气的压力的流量为155ml/min;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2, 采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,在CrO3靶材上形成的负偏压为-200V,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为1200nm;
S5劈刀涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
本发明提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为1200nm,所述铬元素涂层的厚度为100nm。
对比例1
对比例1提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为40KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压为10Bar,所述高压水冲洗的时间为21分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入60℃碳氢清洗剂中进行浸泡3.1小时;
所述碳氢清洗剂通过以下重量百分比的组分:正十二烷60%,1,1,1,2,3-五氟丙烷20%和草酸20%组成;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM, 甩干的时间为15分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装, 无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度为Ra0.05μm;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体继续抽真空达到10-5Bar以下,同时对劈刀基体进行加热达到500度以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气, 向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,在铬靶材上形成的负偏压为-100V,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层,铬元素涂层的厚度控制在50nm;
S4铬元素涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
对比例1提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面设有铬元素涂层,所述铬元素涂层的厚度为50nm。
对比例2
对比例2提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为40KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压为10Bar,所述高压水冲洗的时间为21分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入60℃碳氢清洗剂中浸泡3.1小时;
优选地,所述碳氢清洗剂通过以下重量百分比的组分:正十二烷60%,1,1,1,2,3-五氟丙烷20%和草酸20%组成;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM, 甩干的时间为15分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装, 无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度为Ra0.05μm;
S3采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,具体包括以下步骤:
S301将CrO3靶材移动到劈刀基体正对面,且距离劈刀基体50mm,对腔体继续抽真空达到气压为≤10-5Bar,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气,向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S303使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2, 采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,在CrO3靶材上形成的负偏压为-100V,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在预处理后劈刀基体表面上以形成氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm;
S4劈刀涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
对比例2提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面设有氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm。
对比例3
对比例3提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为40KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压为10Bar,所述高压水冲洗的时间为21分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入60℃碳氢清洗剂中进行浸泡3.1小时;
优选地,所述碳氢清洗剂通过以下重量百分比的组分:正十二烷60%,1,1,1,2,3-五氟丙烷20%和草酸20%组成;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM, 甩干的时间为15分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装, 无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度为Ra0.05μm;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体继续抽真空达到10-5Bar以下,同时对劈刀基体进行加热达到500度以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气, 向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,在铬靶材上形成的负偏压为-100V,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层,铬元素涂层的厚度控制在50nm;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,具体包括以下步骤:
S401将CrO3靶材移动到劈刀基体正对面,且距离劈刀基体50mm,对腔体继续抽真空达到气压为≤10-5Bar,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室注入氩气,向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2, 采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,在CrO3靶材上形成的负偏压为-100V,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为100nm;
S5劈刀涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
对比例3提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为100nm,所述铬元素涂层的厚度为50nm。
对比例4
对比例4提供一种劈刀涂层的制备方法,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,具体包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗,所述超声清洗的频率为40KHZ;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗,所述高压水冲洗的水压为10Bar,所述高压水冲洗的时间为21分钟;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入60℃碳氢清洗剂中浸泡3.1小时;
优选地,所述碳氢清洗剂通过以下重量百分比的组分:正十二烷60%,1,1,1,2,3-五氟丙烷20%和草酸20%组成;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干,甩干在离心机中进行,所述离心机的转速为10000RPM, 甩干的时间为15分钟;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装, 无尘环境等级在万级以内;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理,具体包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空,当腔体内气压达到10-2Bar以下,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空,当腔体内气压达到10-3Bar以下,打开直流电源至500V后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度为Ra0.05μm;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体继续抽真空达到10-5Bar以下,同时对劈刀基体进行加热达到500度以上,形成真空室;
S302向真空室注入氩气, 向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,在铬靶材上形成的负偏压为-100V,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层,铬元素涂层的厚度控制在50nm;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,得到劈刀涂层,具体包括以下步骤:
S401将CrO3靶材移动到劈刀基体正对面,且距离劈刀基体50mm,对腔体继续抽真空达到气压为≤10-5Bar,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室注入氩气,向真空室注入氩气的压力的流量为151ml/min;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2, 采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,在CrO3靶材上形成的负偏压为-100V,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为1500nm;
S5劈刀涂层沉积完毕后,待真空室冷却,释放气压,关闭真空室。
对比例4提供一种劈刀涂层,根据如上任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到,所述劈刀涂层包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为1500nm,所述铬元素涂层的厚度为50nm。
实验数据测试的实验手段
实施例1-3和对比例1-4的劈刀涂层通过以下实验手段进行测试:
针对劈刀涂层的厚度,采用如下步骤进行测试:
1.膜厚测试的标准样块,使用的材料和本申请的劈刀基材的材料相同,研磨成平面(如图6所示),平面是为了后续沉积涂层上去;
2.沉积涂层是放入磨平的标准样块,和本申请劈刀基体一起放进去,走同样的制备劈刀涂层的过程;
3.结束后,使用撕膜法,将部分劈刀涂层去除;
4.使用基恩士的3D激光扫描式显微镜VK-3000,测量其高度差,高度差即为部分劈刀涂层的厚度。
针对劈刀涂层的结合力,可以通过打线后,其表面的劈刀涂层是否发生剥落来确认;
针对劈刀涂层表面的粗糙度通过3D激光轮廓扫描仪来定量测定;
针对劈刀涂层的最大应用打线次数,通过焊线机实际打线来进行判定,焊线机的参数如下表1,最终判定以打线后第一焊点和第二焊点的形貌尺寸和线的拉力来判定,超出规格要求即为不合格;
表1焊线机的参数
通过上述实验手段测试后的实施例1-3和对比例1-4的劈刀涂层的实验数据如下表2:
表2实施例1-3和对比例1-4的劈刀涂层的实验数据
从表1,我们可以观察到,本实施例1-3制备得到的劈刀涂层,降低了劈刀涂层表面的粗糙度,提升了涂层与劈刀基体之间的结合力,使得劈刀的使用寿命得到了提升;对比例1制备得到的劈刀涂层相比于实施例1制备得到的劈刀涂层是缺少了氧化铬涂层,虽然保持了涂层与劈刀基体之间的结合力,但是劈刀涂层表面的粗糙度增加至0.25μm,增加了劈刀涂层表面的粗糙度,劈刀涂层的最大应用打线次数减少至1300千次,降低了劈刀涂层的使用寿命;对比例2制备得到的劈刀涂层相比于实施例1制备得到的劈刀涂层是缺少了铬元素涂层,劈刀基体表面的劈刀涂层发生剥落,导致涂层与劈刀基体之间的结合力较差;对比例3制备得到的劈刀涂层相比于实施例1制备得到的劈刀涂层是将氧化铬涂层厚度减少至100nm,虽然保持了涂层与劈刀基体之间的结合力,以及劈刀涂层表面的粗糙度,但是劈刀涂层的最大应用打线次数下降至1500千次,降低了劈刀涂层的使用寿命;对比例4制备得到的劈刀涂层相比于实施例1制备得到的劈刀涂层是将氧化铬涂层厚度增加至1500nm,虽然保持了涂层与劈刀基体之间的结合力,但是劈刀涂层表面的粗糙度增加至0.15μm,增加了劈刀涂层表面的粗糙度,同时劈刀涂层的最大应用打线次数减少至1350千次,降低了劈刀的使用寿命。
如图3所示,从本发明实施例1提供的氧化铬涂层的XRD图,我们可以观察到,图中标圆圈的四个峰位与氧化铬吻合,证明本申请制备得到了氧化铬涂层。
如图4所示,从背景技术提供的CVD(化学气相沉积)方法制作出的氧化铬涂层的SEM图中,我们可以观察到,由于CVD制作出的氧化铬容易长成{1,1,1}面的柱状晶结构,涂层表面会出现凹凸不平的现象,晶粒形貌尖锐有裂纹,晶粒形貌不均匀,晶粒之间断裂,导致劈刀表面粗糙度增加。
如图5所示,从本发明实施例1提供的射频磁控溅射方法制作出的氧化铬涂层的SEM图中,我们可以观察到,涂层表面不会出现凹凸不平的现象,晶粒形貌表面平滑且没有裂纹,晶粒形貌均匀,晶粒之间连续且致密的,降低了劈刀涂层表面的粗糙度。
可以理解,本发明是通过一些实施例进行描述的,本领域技术人员知悉的,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围各种改变或等效替换。另外,在本发明的教导下,可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此,本发明不受此处所公开的具体实施例的限制,所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (9)

1.一种劈刀涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1对劈刀基体的表面进行清洁处理;
S2对进行清洁处理后的劈刀基体进行预处理;
S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层;
S4在铬元素涂层上采用射频磁控溅射方法制作出微晶结构的氧化铬涂层,具体包括以下步骤:
S401对腔体继续抽真空,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S402向真空室内注入氩气;
S403使用CrO3靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击CrO3靶材,CrO3分子从CrO3靶材中脱离,在劈刀基体加热温度下CrO3分子会进行分解,生成Cr2O3和O2, 采用射频电源,在CrO3靶材上形成负偏压,同时在O2形成微氧气氛下,Cr2O3沉积在铬元素涂层的表面上以形成氧化铬涂层,得到劈刀涂层;
所述真空室内气压为≤10-5Bar,向真空室注入氩气的压力流量>150ml/min,在CrO3靶材上形成的负偏压为-100~-200 V。
2.根据权利要求1所述的劈刀涂层的制备方法,其特征在于,步骤S3在进行预处理后的劈刀基体表面形成铬元素涂层,具体包括以下步骤:
S301对腔体抽真空,同时对劈刀基体进行加热达到500℃以上,形成真空室;
S302向真空室内注入氩气;
S303铬靶材作为阴极,吸引电离的氩离子高速轰击铬靶材,铬原子从铬靶材中脱离,采用射频电源,在铬靶材上形成负偏压,铬原子在电场的作用下沉积在进行预处理后的劈刀表面,形成铬元素涂层。
3.根据权利要求2所述的劈刀涂层的制备方法,其特征在于,所述真空室内气压为≤10-5Bar,向真空室注入氩气的压力流量>150ml/min,在铬靶材上形成的负偏压为-100~-200V。
4.根据权利要求1所述的劈刀涂层的制备方法,其特征在于,步骤S1对劈刀基体的表面进行清洁处理,包括以下步骤:
S101对劈刀基体的表面采用超声清洗;
S102对超声清洗后的劈刀基体表面进行高压水冲洗;
S103将进行高压水冲洗后的劈刀基体表面放入碳氢清洗剂中进行浸泡;
S104对浸泡后的劈刀基体表面进行甩干;
S105将甩干后的劈刀基体在无尘环境下进行封装。
5.根据权利要求4所述的劈刀涂层的制备方法,其特征在于,所述碳氢清洗剂,包括以下重量百分比的组分:
正十二烷或异十二烷 60~80%;
1,1,1,2,3-五氟丙烷或1,1,1,3,3-五氟丙烷10~20%;
草酸 10%~20%。
6.根据权利要求4或5所述的劈刀涂层的制备方法,其特征在于,所述碳氢清洗剂的温度为60~80℃,所述碳氢清洗剂的浸泡时间为3小时以上。
7.根据权利要求1所述的劈刀涂层的制备方法,其特征在于,步骤S2对进行清洁处理后的劈刀进行预处理,包括以下步骤:
S201对腔体内抽真空后,腔体内通入氩气;
S202对腔体内继续抽真空后,打开直流电源后,氩气形成等离子体状态,电离后的氩离子轰击劈刀基体表面,此过程持续30分钟以上,预处理后,使得劈刀基体表面的粗糙度≤Ra0.05μm。
8.一种劈刀涂层,其特征在于,根据权利要求1-7中任一项所述的劈刀涂层的制备方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的劈刀涂层,其特征在于,包括:劈刀基体,所述劈刀基体的表面从里到外依次设有铬元素涂层和氧化铬涂层,所述氧化铬涂层呈微晶结构,所述氧化铬涂层的厚度为200nm~1200nm。
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