專(zhuān)利名稱(chēng)：一種金屬帶材鍍膜中提高結(jié)合力降低工藝溫度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種移動(dòng)著的金屬帶材一一如鋼帶，在線鍍膜時(shí)提高膜 層和金屬帶材間結(jié)合力、降低金屬帶材工藝溫度的方法，屬于物理氣
相沉積法——PVD法鍍膜前的一種新穎特殊預(yù)處理工藝方法。由于工 業(yè)規(guī)格金屬帶材巻在線鍍覆釆用大功率電子束，本發(fā)明應(yīng)屬于應(yīng)用 PVD法鍍膜時(shí)的新穎特殊預(yù)處理工藝方法。
背景技術(shù)：
由于本發(fā)明涉及采用離子束掃描和濺射或多弧沉積相結(jié)合的方 法，與單純的離子源預(yù)處理不同，經(jīng)過(guò)有關(guān)這類(lèi)技術(shù)及相鄰技術(shù)的國(guó) 內(nèi)、外專(zhuān)利檢索及論文文獻(xiàn)的網(wǎng)上調(diào)研。
例如美國(guó)專(zhuān)利US 5273634， US 5459326。
中國(guó)專(zhuān)利200610042880, 200510047071,
現(xiàn)對(duì)這些背景技術(shù)逐一分析如下 令專(zhuān)利號(hào)US 5273634
專(zhuān)利持有人日本Nisshin鋼鐵公司
發(fā)明人FuKui Yasushi, Miono, Tadaaki， 等。
名稱(chēng)熱浸鋼帶的方法和裝置
鋼帶進(jìn)入真空室后，由離子束賊射刻蝕和熱浸，為了去除鋼帶表面氧化膜，改善鋼的潤(rùn)濕性，以及防止形成棵斑，此專(zhuān)利與本發(fā)明不 同，它只是用離子束進(jìn)行濺射刻蝕。
今專(zhuān)利號(hào)US 5459326
專(zhuān)利持有人日本研發(fā)公司
發(fā)明人Yamada， Isao
名稱(chēng)具有極低速離子束的表面處理方法
通過(guò)錐形噴管將氣體絕熱膨脹形成高壓氣注入到高真空區(qū)，使產(chǎn) 生離子，依據(jù)高電壓加速轟擊基體表面，以清洗表面，可清潔非常背 陰的區(qū)域。
令專(zhuān)利號(hào)CN 200610042880 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué) 發(fā)明人喬生儒
名稱(chēng) 一種電火花結(jié)合離子束增強(qiáng)沉積復(fù)合改性鈦合金表面方法
采用離子束增強(qiáng)沉積，經(jīng)過(guò)電火花強(qiáng)化處理過(guò)的鈦合金表面，用 氬離子轟擊清洗，與本發(fā)明明顯不同，它屬于離子束增強(qiáng)沉積。 今專(zhuān)利號(hào)CN 200510047071
申請(qǐng)人大連理工大學(xué)
發(fā)明人雷明凱、苗牧謀等
名稱(chēng)用強(qiáng)流脈沖離子束對(duì)渦輪葉片基體表面的清洗維修技術(shù) 采用強(qiáng)脈沖離子束于室溫直接輻照葉片，且不在真空中進(jìn)行，與 本發(fā)明明顯不同。 論文文獻(xiàn)
美國(guó)AE乂^司，即"Advanced Energy" Co.文南t作者LiLian Lou， Nathan Capps, Boris Pinkhasor, Frde Krarmig, John Kester.
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搜索Ion source precleaning
將該公司的線性離子源產(chǎn)品應(yīng)用于大面積沉積中的表面清洗和 預(yù)處理。其結(jié)果確可改進(jìn)膜層與基體間的結(jié)合力，但這種單一采用離 子源來(lái)預(yù)處理鍍覆表面，與本發(fā)明差異很大，本發(fā)明不光是一種預(yù)處 理，還包括建立"中間過(guò)渡層"，是一種新穎特殊工藝方法的一部分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種金屬帶材鍍膜過(guò)程中，提高膜層與金屬帶材間結(jié) 合力的方法，通常的鍍覆方法，為了使膜層牢固，需要采用外加加熱 源，對(duì)金屬帶材加熱，以使其表面溫度在移動(dòng)到鍍膜前達(dá)到30(TC為 了保證產(chǎn)量，在工業(yè)規(guī)模的情況下， 一般金屬帶材走速達(dá) 30m/min-60m/min,對(duì)于這種快速移動(dòng)的帶材，迅速加熱，需要采取 先進(jìn)的加熱手段和耗費(fèi)較大加熱功率。
而采用本發(fā)明提供的方法，可使鍍膜前表面溫度降低20(TC,只 需原工藝溫度的1/3左右，接近10(TC時(shí)，即可牢固鍍膜。
本發(fā)明提供的方法，關(guān)鍵亮點(diǎn)在于釆用離子束掃描預(yù)處理待鍍金 屬帶材表面，然后采用濺射或多弧沉積法在金屬帶材表面建立中間過(guò) 渡層——即"打底"，這種應(yīng)用預(yù)處理和"打底"相結(jié)合的方法，使 工藝溫度明顯降低，且達(dá)到了比單純預(yù)處理后的金屬帶材鍍膜的表面 工藝溫度降低30°/。。
本發(fā)明提供的方法，包括以下兩方面內(nèi)容，并分別對(duì)待鍍表面起顯著的效應(yīng)，現(xiàn)敘述如下
(1) 所謂離子束掃描預(yù)處理，通常指的是采用離子束對(duì)移動(dòng)著 的金屬帶材，如鋼帶，待鍍表面進(jìn)行掃描，首先，以清除污染物，如 吸附氣體及微小雜質(zhì)和"毛刺"，其次，對(duì)待鍍表面活化，再次，對(duì) 待鍍表面化學(xué)改性，基于這三種效應(yīng)大為改善膜層和表面之間的結(jié)合 力，不單純依賴(lài)常用的提高表面溫度來(lái)獲得表面活性。
(2) 所謂建立中間過(guò)渡層一一打底，指的是采用磁控濺射或多
弧沉積法，將濺射或多弧蒸發(fā)的高密度無(wú)液滴金屬等離子體，見(jiàn)本公
司——北京長(zhǎng)城鈥金公司專(zhuān)利，申請(qǐng)?zhí)?006100658952,在金屬帶 材待鍍表面首先鍍覆，即所謂"打底"，以獲得膜層與帶材表面之間 的中間過(guò)鍍層，從而使后續(xù)鍍覆的膜層質(zhì)量?jī)?yōu)化。建立了中間過(guò)渡層， 就象使膜層材料摻入預(yù)處理后變粗糙的表面，從而使膜層依附于這個(gè) 牢固的基底上，顯著提高了結(jié)合力。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一項(xiàng)重要工業(yè)項(xiàng)目中實(shí)施的鍍膜前的一種技術(shù)方法，該 工業(yè)項(xiàng)目是"TGN-800G"大功率電子束鍍膜連續(xù)生產(chǎn)線，涉及將工業(yè) 規(guī)格寬8 0 Omm的成巻鋼帶，放巻后進(jìn)入真空室，用大功率電子束鍍膜， 在線生產(chǎn)出工業(yè)規(guī)格成巻鍍膜鋼帶，獲得生產(chǎn)量極大的防銹耐蝕的鋼 帶，而且生產(chǎn)線對(duì)環(huán)境無(wú)污染，用此生產(chǎn)線代替電鍍生產(chǎn)線，是減少 對(duì)環(huán)境污染的優(yōu)先項(xiàng)目。
本發(fā)明已在該工業(yè)項(xiàng)目中實(shí)施。
權(quán)利要求
1. 一種金屬帶材鍍膜中提高結(jié)合力降低工藝溫度的方法，其特征是，金屬帶材在完成化學(xué)清洗后，進(jìn)入真空室，采用物理氣相沉積法-PVD法鍍膜前，采用離子束清洗和采用濺射或多弧沉積中間過(guò)渡層相結(jié)合的方法，本發(fā)明采用的方法必須由以下兩個(gè)步驟結(jié)合起來(lái)完成(1)先采用離子束對(duì)金屬帶材待鍍表面進(jìn)行掃描，以清除吸附氣體及微小雜質(zhì)和‘毛刺’，并對(duì)待鍍表面進(jìn)行活化、凈化，從而降低了鍍膜所需的金屬帶材表面工藝溫度，易于提高膜層結(jié)合力；(2)再采用磁控濺射或多弧沉積法，將濺射或多弧蒸發(fā)的高密度無(wú)液滴金屬等離子體在金屬帶材待鍍表面，首先鍍覆，即所謂‘打底’，以獲得中間過(guò)渡層，從而使后續(xù)鍍覆的膜層質(zhì)量?jī)?yōu)化。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬帶材鍍膜中提高結(jié)合力降低 工藝溫度的方法，其特征是，金屬帶材是移動(dòng)的或不移動(dòng)的兩種狀態(tài) 均可，所謂離子束在移動(dòng)金屬帶材表面掃描，實(shí)際是將工業(yè)規(guī)格巻繞 的金屬帶材巻使其放巻后，離子束相對(duì)于移動(dòng)著的金屬帶材形成掃描 式離子束清洗，金屬帶材移動(dòng)速度達(dá)10-60m/min,為'打底，，以獲 得膜層和金屬帶材之間的中間過(guò)渡層作準(zhǔn)備。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬帶材鍍膜中提高結(jié)合力降低 工藝溫度的方法，其特征是，所謂的濺射處理是采用磁控濺射法微刻 蝕待鍍金屬帶材表面，然后沉積中間過(guò)渡層，再在中間過(guò)渡層上鍍覆膜層，從而提高膜層與金屬帶材的結(jié)合力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬帶材鍍膜中提高結(jié)合力降低 工藝溫度的方法，其特征是，所謂的多弧沉積法是一種高密度無(wú)液滴 金屬等離子體的產(chǎn)生方法，將高密度無(wú)液滴金屬等離子體沉積于金屬 帶材表面，以獲得中間過(guò)渡層，這里所謂金屬等離子體指的金屬是與 最終膜層金屬相同的金屬，如膜層是鉻，中間過(guò)渡層也是鉻，或者與 最終膜層金屬不相同的金屬，如膜層是鉻，中間過(guò)渡層是鈦或鎳。
全文摘要
一種金屬帶材鍍膜過(guò)程中，提高膜層與金屬帶材間結(jié)合力、降低金屬帶材表面工藝溫度的方法，主要采用離子束清洗和采用濺射或多弧沉積獲得中間過(guò)渡層相結(jié)合的方法。
文檔編號(hào)C23F4/04GK101285166SQ20071009011
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月12日
發(fā)明者王殿儒, 金佑民 申請(qǐng)人:王殿儒