阅读说明：本技术 一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用 (application of oxygen-nitrogen-high-aluminum-titanium film prepared by vacuum coating for micro-drilling cutter ) 是由 曾浩恩 谭天明 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用,制程可分为以下几个步骤：1)工件脱脂清洁；2)固定与镀件夹具；3)抽真空；4)偏压等离子体清洁；5)离子源等离子体清洁；6)TiAl；7)TiAlN提供高硬度基地；8)TiAlON层,提供润滑性薄膜,使用复合式磁控溅射制作高硬度及低摩擦系数的微钻,使用TiAlON,可以使用较易取得的设备,本发明设计合理,可大规模推广。(The invention relates to an application of an oxygen-nitrogen-high-aluminum-titanium film prepared by vacuum coating for a micro-drilling cutter, and the preparation process comprises the following steps: 1) degreasing and cleaning the workpiece; 2) fixing and plating a piece clamp; 3) vacuumizing; 4) bias plasma cleaning; 5) ion source plasma cleaning; 6) TiAl; 7) TiAlN provides a high hardness base; 8) the TiAlON layer provides a lubricating film, the composite magnetron sputtering is used for manufacturing the micro drill with high hardness and low friction coefficient, the TiAlON is used, and the equipment which is easy to obtain can be used.)

一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用

技术领域

本发明涉及镀膜技术领域，尤其涉及一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用。

背景技术

一般工具镀膜，如TiN（镀锡），TIAlN（氮化铝钛），硬度高，广泛用于工具镀钻头，但其摩擦系数高，不适合使用于微钻，而大部分的人使用类钻石镀层，此法虽然有效，但制程时间长，成本高，产出慢，设备需求高。

发明内容

对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用，制程可分为以下几个步骤：

1）工件脱脂清洁；

2）固定与镀件夹具；

3）抽真空；

4）偏压等离子体清洁；

5）离子源等离子体清洁；

6）TiAl；

7）TiAlN提供高硬度基地；

8）TiAlON层，提供润滑性薄膜。

工件放入镀膜室中抽真空，启动工件转架旋转，待真空抽至3.0帕，启动加热起至适当当温度（350-400度）转），待真空度大6x10-3帕时，开始制程。 加氩气至2帕，依序调整电压电压400-800V产生等离子做工件表面清洁，10-15分钟，之后减少氩气支3x10-1 帕，打开霍尔离子源，进行10-15分钟的第二阶的等离子体清洁，启动电弧蒸发源，启动镀件是的偏压，通入Ar气至1.5×10-1帕镀Ti层，第二层通N2气镀TiAlN层，以后根分次增肌氧气比例分若干层镀TiAlON，前几层蒸发源电流和偏压取较大数值，以保证镀层的结合力；后几层两参数取较小数值，以保证减少内应力避免膜层崩坏。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明使用复合式磁控溅射制作高硬度及低摩擦系数的微钻，使用TiAlON，可以使用较易取得的设备，本发明设计合理，可大规模推广。

附图说明

图1为本发明一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用实验设备示意图一；

图2为本发明一种真空镀膜制作氧氮高铝钛薄膜用于微钻孔刀具的应用实验设备示意图二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。

本发明所使用的实验设备如图1所示。其中，1为真空镀层室；2为柱状磁控溅射靶组件；3为抽气管道；4为阴极电弧蒸发源；5为加热器；6为工转架；7为挂具；8为N2充气系统；9为偏压装置。

实例一、以阴极电弧制作：

1.工件放入镀膜室中抽真空，启动工件转架旋转，待真空抽至3.0帕，启动加热起至适当温度（350-400度），待真空度大6x10-3帕时，开始制程；

2. 加氩气至2帕，依序调整电压电压400-800V产生等离子做工件表面清洁，10-15分钟，之后减少氩气支3x10-1 帕；

3.霍尔离子源，进行10-15分钟的第二阶的等离子体清洁；

4. 启动偏压400-500V，之启动电弧蒸发源作为底层，通入Ar气至1.5×10-1帕镀TiAl层；

5.第二层通N2气镀TiAlN层；

6.之后加入氧气比例分若干层镀TiAlON，前几层蒸发源电流和偏压取较大数值，以保证镀层的结合力；后几层两参数取较小数值，以保证减少内应力避免膜层崩坏。

实例二、以HIPIMS溅射制作：

1.工件放入镀膜室中抽真空，启动工件转架旋转，待真空抽至3.0帕，启动加热起至适当温度（350-400度），待真空度大6x10-3帕时，开始制程；

2. 加氩气至2帕，依序调整电压电压400-800V产生等离子做工件表面清洁，10-15分钟。之后减少氩气支3x10-1 帕；

3.霍尔离子源，进行10-15分钟的第二阶的等离子体清洁；

4. 启动偏压400-500V，通入Ar气至1.5×10-1Pa,启动HIPIMS溅射电源开始镀底层TiAl层；

5.第二层通N2气镀TiAlN层,此时偏压逐渐往下调至100-150V；

6.之后陆续增加氧气，镀TiAlON层，前几层蒸发源电流和偏压取较大数值，以保证镀层的结合力；后几层两参数取较小数值，以保证减少内应力避免膜层崩坏。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明使用复合式磁控溅射制作高硬度及低摩擦系数的微钻，使用TiAlON，可以使用较易取得的设备，本发明设计合理，可大规模推广。