【CN109594042A】用于注塑模具的防粘附硬质涂层及其制备方法【专利】
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代理人 叶栋
(51)Int .Cl . C23C 14/06(2006 .01) C23C 14/16(2006 .01) C23C 14/35(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109594042 A (43)申请公布日 2019.04.09
( 54 )发明 名称 用于 注塑 模具的防 粘附 硬 质涂 层及其 制备
2 .如权利要求1所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述防粘附硬质 涂层的厚度为6 .5～17μm。
3 .如权利要求2所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述结合层的厚 度为1 .5～3μm。
4 .如权利要求2或3所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述过渡层 的厚度为2～4μm。
S3、通过沉积法在所述过渡层上沉积第一复合物层，所述第一复合物层包括(Cr ,Ni)N/ DLC层，所述第一复合物层的厚度为3～10μm；
S4、通过保护气氛热处理以使所述第一复合物层形成第二复合物层，所述第二复合物 层包括(Cr ,Ni)N/DLC/CNTs层；
S5 、通过辉光放电 等离子体改 性以 使所述 第二复合物层形成所述硬 质防 粘附 功能 层 ， 即(Cr ,Ni)N/DLC-CF3/CNTs-CF3层，所述防粘附硬质涂层的厚度为6 .5～17μm。
10 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步 骤S5具体包括以下步骤：
抽真空到1×10-2～10Pa以上真空度，并通入包括氩气和四氟化碳气体的混合气，其纯 度均大于99 .9％，且所述混合气中CF4的体积百分比为30～100％，气压为常压，气体流量为 20～200ml/min，辉光放电功率为40～400W，处理时间为10～120min。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910082754 .9
(22)申请日 2019 .01 .29
(71)申请人 苏州涂冠镀膜科技有限公司 地址 215126 百度文库苏省苏州市工业园区胜浦 镇同胜路22号B栋
(72)发明人 陈君 乐务时
(74)专利代理机构 苏州谨和知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 32295
3
CN 109594042 A
说 明 书
1/6 页
用于注塑模具的防粘附硬质涂层及其制备方法
方法 ( 57 )摘要
本发明 涉 及一 种 用于 注塑 模具的防 粘附 硬 质涂层及其制备方法，其在模具内腔表面沉积一 层由包括硬质金属/硬质陶瓷相/碳材料三者构 成的复合涂层，并对该涂层实施低表面能的表面 改性 与结构设计 ，从而在不使 用脱模剂 、省略 涂 刷/喷 涂脱模剂工序的 情况下 ，解决 注塑热坯料 容易粘附以及表面耐磨的问题。该用于注塑模具 的防 粘附 硬 质涂 层及其 制备方法紧 密结合金 属 表面涂层制备技术 、等离子体改性技术等领域 ， 通过构建异质复合的涂层结构，以及对涂层外表 面的进一步改性 ，形成了一种注塑模具表面防止 热坯料粘附的硬质复合涂层，该复合涂层可以使 注塑模具表面 拥有高耐磨性的同时获得良 好的 防粘附性能。
6 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S1中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述过渡层具体包括以下步骤：
将所述模具放入至炉体内 ，抽真空到0 .8×10-3以 上真空 度 ，通入氩气 ，其纯 度为 99 .99％，气压控制在0 .1～1pa，其中，Cr靶电流0 .6～2 .2A，负偏压60～180V，偏压频率150 ～300kHz。
7 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S2中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述过渡层具体包括以下步骤：
抽真空到0 .8×103～10Pa以上真空度，通入的氮气，其纯度为99 .999％，气压控制在0 .3 ～1 .6pa，其中，Cr靶电流0 .3～1 .2A，负偏压30～100V，偏压频率50～120kHz。
8 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S3中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述第一复合物层具体包括以下步骤：
抽真空到0 .8×10-3以上真空度，通入的氮气，其纯度为99 .999％ ，气压控制在0 .1～ 1 .0pa，并采用三靶共溅射，其中，Cr靶电流0 .2～1 .4A，Ni靶电流0 .04～0 .3A，C靶电流0 .8～ 3A，负偏压30～150V，偏压频率50～180kHz。
5 .一种根据如权利要求1至4中任一项所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备 方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1 、通过沉 积法 在所 述 模具的 表面上 沉 积所 述结 合 层 ，即 C r 层 ，所 述结 合 层的 厚 度为 1 .5～3μm；
S2、通过沉积法在所述结合层上沉积所述过渡层，即CrN层，所述过渡层的厚度为2～4μ m；
9 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S4具体包括以下步骤：
2
CN 109594042 A
权 利 要 求 书
2/2 页
以氩气为保护气氛，其纯度为99 .99％，气压为常压，并保持炉体内的升温速率为1～20 ℃/min，保温温度为600～800℃，保温时间为2～10h，随炉冷降至室温。
权利要求书2页 说明书6页 附图1页
CN 109594042 A
CN 109594042 A
权 利 要 求 书
1/2 页
1 .一种用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述防粘附硬质涂层包括直接 与模具结合的结合层、设置在所述结合层上的过渡层以及设置在所述过渡层上的硬质防粘 附功能层；所述结合层包括金属铬层(Cr) ，所述过渡层包括氮化铬层，所述硬质防粘附功能 层为包括氮化铬镍((Cr ,Ni)N)、-CF3基团表面接枝改性的类金刚石非晶碳(DLC-CF3)以及CF3基团表面接枝改性的碳纳米管(CNTs-CF3)三种物质的复合物层。
(51)Int .Cl . C23C 14/06(2006 .01) C23C 14/16(2006 .01) C23C 14/35(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109594042 A (43)申请公布日 2019.04.09
( 54 )发明 名称 用于 注塑 模具的防 粘附 硬 质涂 层及其 制备
2 .如权利要求1所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述防粘附硬质 涂层的厚度为6 .5～17μm。
3 .如权利要求2所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述结合层的厚 度为1 .5～3μm。
4 .如权利要求2或3所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述过渡层 的厚度为2～4μm。
S3、通过沉积法在所述过渡层上沉积第一复合物层，所述第一复合物层包括(Cr ,Ni)N/ DLC层，所述第一复合物层的厚度为3～10μm；
S4、通过保护气氛热处理以使所述第一复合物层形成第二复合物层，所述第二复合物 层包括(Cr ,Ni)N/DLC/CNTs层；
S5 、通过辉光放电 等离子体改 性以 使所述 第二复合物层形成所述硬 质防 粘附 功能 层 ， 即(Cr ,Ni)N/DLC-CF3/CNTs-CF3层，所述防粘附硬质涂层的厚度为6 .5～17μm。
10 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步 骤S5具体包括以下步骤：
抽真空到1×10-2～10Pa以上真空度，并通入包括氩气和四氟化碳气体的混合气，其纯 度均大于99 .9％，且所述混合气中CF4的体积百分比为30～100％，气压为常压，气体流量为 20～200ml/min，辉光放电功率为40～400W，处理时间为10～120min。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910082754 .9
(22)申请日 2019 .01 .29
(71)申请人 苏州涂冠镀膜科技有限公司 地址 215126 百度文库苏省苏州市工业园区胜浦 镇同胜路22号B栋
(72)发明人 陈君 乐务时
(74)专利代理机构 苏州谨和知识产权代理事务 所(特殊普通合伙) 32295
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CN 109594042 A
说 明 书
1/6 页
用于注塑模具的防粘附硬质涂层及其制备方法
方法 ( 57 )摘要
本发明 涉 及一 种 用于 注塑 模具的防 粘附 硬 质涂层及其制备方法，其在模具内腔表面沉积一 层由包括硬质金属/硬质陶瓷相/碳材料三者构 成的复合涂层，并对该涂层实施低表面能的表面 改性 与结构设计 ，从而在不使 用脱模剂 、省略 涂 刷/喷 涂脱模剂工序的 情况下 ，解决 注塑热坯料 容易粘附以及表面耐磨的问题。该用于注塑模具 的防 粘附 硬 质涂 层及其 制备方法紧 密结合金 属 表面涂层制备技术 、等离子体改性技术等领域 ， 通过构建异质复合的涂层结构，以及对涂层外表 面的进一步改性 ，形成了一种注塑模具表面防止 热坯料粘附的硬质复合涂层，该复合涂层可以使 注塑模具表面 拥有高耐磨性的同时获得良 好的 防粘附性能。
6 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S1中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述过渡层具体包括以下步骤：
将所述模具放入至炉体内 ，抽真空到0 .8×10-3以 上真空 度 ，通入氩气 ，其纯 度为 99 .99％，气压控制在0 .1～1pa，其中，Cr靶电流0 .6～2 .2A，负偏压60～180V，偏压频率150 ～300kHz。
7 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S2中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述过渡层具体包括以下步骤：
抽真空到0 .8×103～10Pa以上真空度，通入的氮气，其纯度为99 .999％，气压控制在0 .3 ～1 .6pa，其中，Cr靶电流0 .3～1 .2A，负偏压30～100V，偏压频率50～120kHz。
8 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S3中，所述沉积法为磁控溅射离子镀沉积法，沉积所述第一复合物层具体包括以下步骤：
抽真空到0 .8×10-3以上真空度，通入的氮气，其纯度为99 .999％ ，气压控制在0 .1～ 1 .0pa，并采用三靶共溅射，其中，Cr靶电流0 .2～1 .4A，Ni靶电流0 .04～0 .3A，C靶电流0 .8～ 3A，负偏压30～150V，偏压频率50～180kHz。
5 .一种根据如权利要求1至4中任一项所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备 方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1 、通过沉 积法 在所 述 模具的 表面上 沉 积所 述结 合 层 ，即 C r 层 ，所 述结 合 层的 厚 度为 1 .5～3μm；
S2、通过沉积法在所述结合层上沉积所述过渡层，即CrN层，所述过渡层的厚度为2～4μ m；
9 .如权利要求5所述的用于注塑模具的防粘附硬质涂层的制备方法，其特征在于，步骤 S4具体包括以下步骤：
2
CN 109594042 A
权 利 要 求 书
2/2 页
以氩气为保护气氛，其纯度为99 .99％，气压为常压，并保持炉体内的升温速率为1～20 ℃/min，保温温度为600～800℃，保温时间为2～10h，随炉冷降至室温。
权利要求书2页 说明书6页 附图1页
CN 109594042 A
CN 109594042 A
权 利 要 求 书
1/2 页
1 .一种用于注塑模具的防粘附硬质涂层，其特征在于，所述防粘附硬质涂层包括直接 与模具结合的结合层、设置在所述结合层上的过渡层以及设置在所述过渡层上的硬质防粘 附功能层；所述结合层包括金属铬层(Cr) ，所述过渡层包括氮化铬层，所述硬质防粘附功能 层为包括氮化铬镍((Cr ,Ni)N)、-CF3基团表面接枝改性的类金刚石非晶碳(DLC-CF3)以及CF3基团表面接枝改性的碳纳米管(CNTs-CF3)三种物质的复合物层。