以不同時間之直流脈衝電漿化學氣相沉積法蒸鍍DLC薄膜於氮氧化處理ASP23高速鋼之研究

Effects of Coating Times of DC-pulsed PECVD Process on the Properties of DLC Films on Oxynitriding-treated ASP23 High Speed Steel

張世賢(S. H. Chang) ； 陳翊銓(I. C. Chen) ； 吳坤齡(K. L. Wu) ； 劉沖明(C. M. Liu) ； 唐德謙(T. C. Tang)

《鑛冶：中國鑛冶工程學會會刊》 58卷1期 (2014/03) Pp. 132-138

https://doi.org/10.30069/MM.201403_58(1).0011

摘要

表面處理經常被應用於改善工具的使用壽命，其中類鑽碳膜（DLC）具有很多優越的性質，例如：高硬度、高磨耗阻抗、低摩擦係數及化學鈍性等等。因此，本實驗利用氮氧化／類鑽碳膜複合處理於ASP23高速鋼上，嘗試利用此一表面複合處理方法來增加高速鋼之使用壽命。本研究中，使用直流脈衝電漿化學沉積法，將類鑽碳膜沉積於氮氧化／ASP23高速鋼上；為了探討DLC薄膜的品質，我們將利用拉曼分析、磨耗測試以及硬度測試等，來檢測其性質。主要探討的直流脈衝電漿化學參數為鍍膜沉積的時間（60分鐘、90分鐘與120分鐘）。實驗結果顯示，在脈衝電壓為-2kV，蒸鍍時間90分鐘以及工作週期10%時，所沉積的類鑽碳薄膜具有較佳之性質。同時ASP23高速鋼經氮氧化／類鑽碳膜複合表面處理後，其表面硬度之可達最高之Hv(subscript 0.01) 1931，並於荷重120g之磨耗試驗中有最低之磨耗體積(3.14×10^(-3) mm^3)。

關鍵字

類鑽碳膜 ； 氮氧化處理 ； ASP23高速鋼 ； 脈衝電漿化學沉積法

並列摘要

A surface treatment like diamond-like carbon (DLC) film coating enhances mechanical hardness, friction/wear resistance, and chemical inertness. In this study, diamond-like carbon films were prepared by DC-pulsed PECVD after oxynitriding-treatment of ASP23 high speed steel. A series of coating experiments with varying coating time (60 min, 90 min, and 120 min) were conducted to determine the effect of coating time on the coating film properties. Raman spectroscopy analysis, wear test and hardness tests were used to determine the coating film properties. The experimental results showed that the duplex coating layers had optimal properties when treated with a low pulse voltage (-2 kV), a coating time of 90 minutes and duty cycles kept at 10%. The oxynitride/DLC duplex surface coating possessed the highest surface hardness (Hv(subscript 0.01) 1931), and the lowest volume loss (3.14×10^(-3) mm^3) after the wear tests (load was 120 g).

並列關鍵字

DLC ； Oxynitriding ； ASP23 ； DC-pulsed PECVD