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福建邵武硬质膜磁控溅射和固体润滑膜的镀制

2013年12月16日 05:00:00 发布

在高速钢刀具上用磁控濺射镀氮化钛(TiN)超硬膜,大大提髙刀具的寿命,可以在工业生 产中应用。氮化钛可以采用直流溅射,因为它是良好的导电材料,但在工业生产中更为经济的 是采用反应溅射。现介绍一种镀氮化钛的直流磁控反应派射工艺。
硬质膜磁控溅射
在高速钢刀具上用磁控濺射镀氮化钛(TiN)超硬膜,大大提髙刀具的寿命,可以在工业生 产中应用。氮化钛可以采用直流溅射,因为它是良好的导电材料,但在工业生产中更为经济的 是采用反应溅射。现介绍一种镀氮化钛的直流磁控反应派射工艺。
工件经过超声清洗之后,再经过射频溉射清洗(功率为1 kW,时间约2 min)。镀膜时溅 射电压为330〜375 V,电流密度稳定在44 mA/cm2,工件与靶面的距离为4. 75 cm,工件加 220 V的负偏压,通人真空室的氩流量1 Pa • m3/S,氮流量为0.02〜0.06 Pa • m3/sn氮流量 在0. 03 Pa • m3/s以下时,氮气可以全部与溅射到工件上的钛原子发生化学反应而耗尽,镀膜 速率为300 nm/min。随着氮化钛中氮含量增加,镀膜色泽由金属光泽变为金黄色,可以用作 仿金装饰镀层。
 固体润滑膜的镀制
在齿轮的齿面上和轴承上溅射控制二硫化钼润滑膜.其厚度为0. 2〜0. 6 f«n,摩擦系数为
0.04。減射时,采用直流溅射或射频派射,靶材是用二硫化钼粉末压制成形。为保证得到晶态 薄膜(此种状态下,有润滑作用),必须严格控制工艺参数。如用射频溅射二硫化钼的工艺参数 为:电压2.5 kV,真空度为1 Pa,镀膜速率为30 nm/min。为了避免得到非晶态簿膜,基片温 度应适当高一些,但不能超过200 °C。
 欧姆接触层的镀制
磁控溅射镀铝或铝合金可用于制备大规模集成电路的欧姆接触层。所适用的合金有 Ai-Si(1.2%)、Al-Cu(4%)和Al-Si(〖%)等。溅射时,要求靶材纯度高,并严格控制氢、氯 等杂质气体含量。
 薄壁零件的镀制
难以机械加工的薄壁零件,通常可以用电铸方法得到,但材料的选用有很大局限性,纯金 属中的钼,二元合金及多元合金电铸都比较困难。而用溅射镀膜成形薄壁零件最大特点是不 受材料限制,因此可用该工艺制成陶瓷和多元合金的薄壁零件。
例如某零件是直径为15 mm的管件,壁厚为63.5 fmi,材料为10元合金,成分为:Fe - Ni (42%),Cr (5. 4%)、Ti(2. 4%)、AL(0. 65%), Si (0. 5%), Mn (0. 4%)、Cu(0. 05%)、 C(0.02%)、S(0.008%)。先用铝棒车成芯轴,而后镀膜。镀膜后,用氢氧化钠的水溶液将铝 芯全部溶蚀,即可取下零件。或用不锈钢芯轴表面加以氧化膜,溅射镀膜后,用喷丸方法或者 液氮冷却方法使之与芯轴脱离。溅射镀制的薄壁管,其壁厚偏差小于1%(圆周方向)和2% (轴向),远低于一般4%的偏差要求。

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