本发明涉及镀膜，尤其是涉及一种高硬度镀膜方法。
背景技术：
1、磁控溅射镀膜是指将涂层材料作为靶阴极、利用氩离子轰击靶材，产生阴极溅射，把靶材粒子溅射到工件上形成沉积层的一种镀膜技术。原理是通过氩气在异常辉光放电产生的等离子体在电场的作用下，对靶阴极表面进行轰击，靶阴极表面的分子、原子、离子及电子等粒子溅射出来并带有一定的动能，粒子沿一定的方向射向工件表面，从而在工件表面形成镀层。
2、磁控溅射镀膜是应用最广泛的一种溅射沉积方法，应用到光学、材料、半导体、电子等领域。通过在玻璃、蓝宝石或陶瓷表面镀上导电膜层，可以提高工件的硬度、耐腐蚀性、耐磨性等综合性能，提高工件的使用寿命。其中二元薄膜常见的为crn涂层，二元薄膜与工件的结合力不强，常会在crn基涂层中掺杂si和c元素，以提高crn基涂层的高温耐氧化性、耐磨损性和水润滑性能。
3、市场常用的镀膜方法是通过磁控溅射公转的方式，工件沿着镀膜室的轴线进行旋转运动，此时的镀膜涂层的莫氏硬度较低，并且涂层的边缘直身位的附着力差，影响涂层的使用效果。
技术实现思路
1、为了提高镀膜涂层的莫氏硬度，提高涂层的边缘直身位的附着力，本技术提供一种高硬度镀膜方法。
2、本技术提供的一种高硬度镀膜方法采用如下的技术方案：
3、一种高硬度镀膜方法，包括如下步骤：
4、(1).准备：在磁控溅射镀膜设备中安装cr靶和cr/si混合靶，将工件进行超声清洗，烘干后固定在磁控溅射镀膜设备的镀膜室的转架上，将镀膜室抽真空并预热工件，开启转架旋转；
5、(2).刻蚀：向镀膜室内通入氩气，氩气流量为30-40sccm，采用离子束对工件进行刻蚀，刻蚀时间为4-5min；
6、(3).沉积cr膜：向镀膜室内继续通入氩气，氩气流量增大为170-190sccm，设置cr靶电流为18-20a，开始沉积，沉积时间5-7min；
7、(4).沉积第一crsicn膜：保持氩气通入，同时向镀膜室内通入氮气和乙炔，将镀膜室内加热至180-210℃，保温30-40min后关闭加热，开始保温镀膜，设置cr/si靶电流为15-16a，沉积时间30-32min；
8、(5).沉积crsin膜:保持氩气通入，关闭乙炔，增大氮气流量，设置cr/si靶电流为18-20a，开始沉积，沉积时间10-12min；
9、(6).沉积第二crsicn膜：保持氩气通入，通入乙炔，减少氮气流量，将镀膜室内加热至180-210℃，保温30-40min后关闭加热，开始保温镀膜，设置cr/si靶电流为12-13a，沉积时间35-38min；
10、(7).镀完膜后冷却降温，取出工件。
11、通过采用上述技术方案，镀膜为cr/第一crsicn/crsin/第二crsicn的叠层结构，cr膜作为打底，有很强的界面融合性能，能够实现薄膜和工件很高的结合强度；crsicn膜通过掺杂si、c元素，可以大幅度降低薄膜的摩擦因数，通过si、c的固溶作用阻碍了裂纹的产生及扩散，细化晶粒，从而提高薄膜的硬度；在两个crsicn膜之间增加crsin过渡层，可以阻止晶格内部的微小裂纹的传播，减少游离态c的增加对薄膜硬度的不利影响。制备的薄膜表面平整致密，具备优异的硬度、耐磨与耐腐蚀性能。
12、在进行crsicn膜的沉积时，通过保温镀膜使得镀膜时的温度可以不变，根据理想气体状态方程pv＝nrt，此时气体压强和体积成反比，在镀膜时可以减少因加热温度产生的膜层缺陷，膜层不会出现针孔透光现象，提升了膜层的可靠性。
13、可选的，所述步骤(4)和所述步骤(6)中的氮气流量为120-125sccm，乙炔流量为30-40sccm。
14、通过采用上述技术方案，控制氩气、氮气和乙炔的流量比，控制薄膜生成的相组织结构，提高薄膜的结晶度，使得si和c分别形成固溶体，减少非晶态si3n4和游离态c的体积分数。
15、可选的，所述步骤(5)中的氮气流量为160-165sccm。
16、通过采用上述技术方案，增大氮气的流量，使得氮气可以和cr结合形成稳定的晶相，方便沉积形成crsin膜。
17、可选的，所述步骤(2)中的离子源电压为1100-1300v。
18、通过采用上述技术方案，控制离子源电压发射离子束，通过离子束可以对工件表面进行清洗，去除表面的污染物，改变工件表面的光学和电学性能。
19、可选的，所述步骤(1)中的cr/si混合靶的混合比例为cr:si＝9:1。
20、通过采用上述技术方案，控制si的掺杂量，避免非晶态的si3n4的体积分数过高，影响薄膜的结晶度和硬度。
21、可选的，所述的薄膜各层厚度为：cr膜100-110nm，第一crsicn膜60-70nm，crsin膜140-150nm，第二crsicn膜200-210nm。
22、通过采用上述技术方案，控制薄膜各层的厚度比例，使得薄膜各层之间的结合力强，综合性能佳。
23、可选的，所述步骤(1)中的cr靶的纯度为99.5％及以上；所述的转架旋转速度为25-30r/min。
24、通过采用上述技术方案，控制转架速度，使得镀膜速率高，镀膜的均匀性好。
25、可选的，所述步骤(2)、所述步骤(3)和所述步骤(5)的镀膜温度设置在100-180℃。
26、通过采用上述技术方案，控制镀膜温度，从而方便控制靶材的溅射速率和沉积过程中的扩散速率，使得薄膜的附着力好，硬度佳。
27、可选的，所述磁控溅射镀膜设备包括镀膜室，镀膜室内设置有用于放置工件的转架，转架连接有公自转治具，转架连接有偏压电源，镀膜室内设置有靶材和四路气体流量控制系统。
28、通过采用上述技术方案，通过公自转治具实现正反面和直身位一次镀膜，解决了直身位的膜层附着力风险，提升了镀膜效率。
29、可选的，步骤(2)中的偏压电源设置为-800v，步骤(3)中的偏压电源设置为-80v，步骤(4)和步骤(6)中的偏压电源设置为-120v，步骤(5)中的偏压电源设置为-150v。
30、综上所述，本技术具有以下有益效果：
31、1.镀膜为cr/第一crsicn/crsin/第二crsicn的叠层结构，cr膜作为打底，有很强的界面融合性能，能够实现薄膜和工件很高的结合强度；crsicn膜通过掺杂si、c元素，可以大幅度降低薄膜的摩擦因数，通过si、c的固溶作用阻碍了裂纹的产生及扩散，细化晶粒，从而提高薄膜的硬度；在两个crsicn膜之间增加crsin过渡层，可以阻止晶格内部的微小裂纹的传播，减少游离态c的增加对薄膜硬度的不利影响。制备的薄膜表面平整致密，具备优异的硬度、耐磨与耐腐蚀性能。
32、在进行crsicn膜的沉积时，通过保温镀膜使得镀膜时的温度可以不变，根据理想气体状态方程pv＝nrt，此时气体压强和体积成反比，在镀膜时可以减少因加热温度产生的膜层缺陷，膜层不会出现针孔透光现象，提升了膜层的可靠性。
33、2.通过公自转治具实现正反面和直身位一次镀膜，解决了直身位的膜层附着力风险，提升了镀膜效率。