C - Chemistry – Metallurgy – 23 – C
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
23
C
C23C 14/02 (2006.01) C23C 14/06 (2006.01)
Patent
CA 2121266
Wear-resistant titanium nitride coatings onto cast iron and other carbon-containing materials (18) is enhanced by means of a new surface preparation and deposition process. The conventional pre-deposition surface cleaning by Ar+ ion bombardment is replaced by a hydrogen-ion bombardment process which cleans the substrate surface (16) by chemical reaction with minimal sputtering and simultaneously removes graphite present on the cast iron surface. Removal of the graphite significantly improves the wear resistance of titanium nitride, since the presence of graphite causes initiation of wear at those sites. Hydrogen ion bombardment or electron bombardment may be used to heat the substrate to a chosen temperature. Finally, titanium nitride is deposited by reactive sputtering with simultaneous bombardment of high-flux Ar+ ions from an independently generated dense plasma (10'). The resulting titanium nitride coating on cast iron evidences superior wear properties and adhesion compared to conventional reactive evaporation deposition techniques for titanium nitride.
Un nouveau procédé de préparation des surfaces et de dépôt permet d'améliorer les revêtements de nitrure de titane résistants à l'usure déposés sur de la fonte et sur d'autres matériaux contenant du carbone. Le nettoyage classique des surfaces réalisé avant le dépôt par bombardement par des ions Ar+ est remplacé par un procédé de bombardement par des ions hydrogène qui nettoie la surface du substrat (16) grâce à une réaction chimique comportant une pulvérisation minimale et qui enlève simultanément le graphite présent sur la surface de la fonte. L'élimination du graphite améliore considérablement la résistance à l'usure du nitrure de titane, car c'est la présence de graphite qui amorce le processus d'usure à ces endroits. Le bombardement par des ions hydrogène ou par des électrons peut servir à chauffer le substrat jusqu'à une température choisie. Enfin, le nitrure de titane est déposé par pulvérisation réactive accompagnée d'un bombardement simultané par un flux intense d'ions Ar+ provenant d'un plasma dense produit indépendamment (10'). Le revêtement de nitrure de titane ainsi déposé sur la fonte possède de meilleures propriétés d'usure et une meilleure adhérence en comparaison de celui obtenu avec les techniques classiques de dépôt par évaporation réactive.
Krajenbrink Frans G.
Matossian Jesse N.
Nieh Simon K.
Schumacher Robert W.
Hughes Electronics Corporation
Sim & Mcburney
LandOfFree
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