一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法
阅读：389发布：2020-05-21
专利汇可以提供一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种在TWIP 汽车 用 冷轧 钢 板表面 镀 铝 的方法， 镀膜 前清洗，将打磨 抛光 并清洗后的 TWIP钢 基体放置于热丝增强非平衡 磁控溅射 腔体内，抽 真空 ；加热除气；TWIP钢基体直流 偏压 调节到-50～-100V，控制氩气流量，氦气流量，热丝增强非平衡磁控溅射腔体压强控制在0.5～2.0Pa；调节 灯丝 电流 ，靶电流，打开 挡板 ，开始溅射，溅射时间视所需膜厚而定。优点是：解决了TWIP钢表面易 腐蚀 的问题，保证了TWIP钢的强度及塑韧性，并且具有较好的结合 力 ，大幅提高了其 耐腐蚀性 。取得了热浸镀及 蒸发 镀没有达到的效果，采用热丝增强 等离子体 磁控溅射技术在TWIP高强钢板表面镀覆一层铝防腐蚀 薄膜 。，下面是一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法专利的具体信息内容。
1.一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)准备试样：按所需规格切割TWIP钢基体，打磨抛光，清洗；
2)镀膜前清洗
将打磨抛光并清洗后的TWIP钢基体放置于热丝增强非平衡磁控溅射腔体内，抽真空；
加热除气，开1～4根灯丝，灯丝预热15～30分钟，-50～-200V低偏压清洗10～40min，-200～-400V高偏压清洗10～40min，靶电流调至1～10A，清洗靶10～40min；
2)镀膜
清洗完成后，TWIP钢基体直流偏压调节到-50～-100V，控制氩气流量100～200sccm，氦气流量100～200sccm，热丝增强非平衡磁控溅射腔体压强控制在0.5～2.0Pa；调节灯丝电流为1～10A，靶电流为1～10A，打开挡板，开始溅射，溅射时间视所需膜厚而定。
2.根据权利要求1所述的一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，其特征在于，所述的热丝增强非平衡磁控溅射腔体四周缠绕4根以上灯丝，腔体四壁分别设矩形金属靶材，其中一块或几块靶材为铝靶。
3.根据权利要求1所述的一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，其特征在于，镀膜时，热丝增强非平衡磁控溅射腔体内的温度不高于400℃，防止实验过程中由于温度过高，导致汽车板内部组织发生变化以及靶材发生软化。
4.根据权利要求1所述的一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，其特征在于，镀膜前，将清洗后的TWIP钢基体，悬挂在钢板的前面，该钢板与靶材平行设置，钢板的背面设有用于冷却基体的气管，气管内均匀吹入氦气，气管上设有若干气孔，气孔朝向钢板。
5.根据权利要求1所述的一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，其特征在于，所述的灯丝为钨丝。
6.根据权利要求1所述的一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，其特征在于，镀膜时：
当采用1根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为3A，沉积时间为1h时，制备出厚度为1～1.5μm的Al薄膜；
当采用4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为3A，沉积时间为1h时，制备出厚度为1.5～2μm的Al薄膜；
当采用4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为6A，沉积时间为1h时，制备出厚度为3～3.5μm的Al薄膜。
一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法
技术领域
背景技术
[0002] TWIP钢为高C、高Mn、高Al成分的全奥氏体钢。通过孪晶诱发的动态细化作用，能实现极高的加工硬化能力。TWIP钢具有超高强度和超高塑性，强塑积(静力韧度)可达50GPa％以上，适用于对材料塑性加工性能要求很高的零件。就现代汽车的性能需求而言，TWIP钢是汽车用钢的最佳选择。汽车用冷轧钢板的表面防护以镀铝、镀锌为主，实际生产中常用的镀覆工艺是连续热浸镀锌，即退火-热浸镀锌，然而Mn、Si等在退火气氛中的选择性氧化难题以及氢脆、液态金属脆性和应变时效脆性等脆性问题。这些问题使得镀层与TWIP钢基体难以结合。生产中，镀层材料选择锌而不选择铝的原因是：与铝相比，锌的熔点低，可以在较低温度下实现和完成热浸镀工艺过程，从而节约成本。
[0003] 现有技术中，专利公开号：CN 106319417 A，公布了一种钢板的镀锌方法，该方法涉及了一种在钢板表面热浸镀锌的方法，该发明的热镀工艺提高了镀层的附着性、抗划性及耐磨性。与镀锌的牺牲阳极保护法相比，镀铝防护的原理是表面形成的一层致密氧化膜阻止其深入氧化，此种方法可以减少镀层材料的损耗。为了避免因锌漏镀而造成的电偶腐蚀，我们选择在TWIP钢表面镀铝膜。专利公开号：CN 108441800 A，公开了一种连续热浸镀铝硅合金钢板的工艺，专利公开号：CN 106893888 A，公开了复合锌铝合金镀层材料及热浸镀方法，专利公开号：CN 107881453 A，公开了一种在铜排表面浸镀铝层的方法；以上三个发明分别从改变铝液成分及改变热浸过程中的具体实施工艺着手，改善了热浸镀铝工艺存在的镀层不致密的问题，进一步提高了镀层的耐腐蚀性能。然而热浸镀厚底难以控制，结合力不足等问题仍然存在。
[0004] 专利公开号：CN 106756778 A中记载的一种高镀铝层附着力的真空镀铝薄膜的制备方法，介绍了利用真空蒸镀设备来制备铝膜的方法，通过等离子体处理使得制备的真空蒸镀镀铝薄膜具有较好的结合力。虽然可以通过改善工艺可以控制真空蒸镀所制备铝膜的厚度，提高铝膜的结合力，但是这种方法提高铝膜结合力的能力是有限的，并不能满足TWIP钢板实际使用的要求。
[0005] 磁控溅射作为一种表面薄膜的制备技术，已经得到广泛应用。相比于蒸发镀和热浸镀，利用磁控溅射方法制备的薄膜，具有更高的膜基结合强度和致密性。专利公开号：CN 106521440 A，公开的一种采用磁控溅射法制备高附着力镀铝膜的方法，专利公开号：CN
108842139 A，公开的一种钢材磁控溅射真空镀铝膜工艺，专利公开号：CN 103572217 A，公开的一种钕铁磁铁永磁材料表面保护层及其制备方法，专利公开号：CN 105039978 A，公开的磁控溅射镀铝+加弧辉光渗铬+反冲离子注入制备Fe-Al-Cr合金层，这些专利中皆利用了磁控溅射技术在不锈钢等基体上制备了铝膜，但是这些专利并没有将磁控溅射技术应用于汽车冷轧钢板上。磁控溅射技术制备的铝薄膜具有良好的膜基结合力，能够弥补热浸镀及蒸发镀在薄膜附着方面的不足。
108842139 A，公开的一种钢材磁控溅射真空镀铝膜工艺，专利公开号：CN 103572217 A，公开的一种钕铁磁铁永磁材料表面保护层及其制备方法，专利公开号：CN 105039978 A，公开的磁控溅射镀铝+加弧辉光渗铬+反冲离子注入制备Fe-Al-Cr合金层，这些专利中皆利用了磁控溅射技术在不锈钢等基体上制备了铝膜，但是这些专利并没有将磁控溅射技术应用于汽车冷轧钢板上。磁控溅射技术制备的铝薄膜具有良好的膜基结合力，能够弥补热浸镀及蒸发镀在薄膜附着方面的不足。
[0006] 目前，TWIP冷轧汽车用钢板防护层仍以锌为主，主要工艺为连续热浸镀锌，现有技术中还没有将磁控溅射技术应用在TWIP冷轧汽车钢板上，在其表面镀耐腐蚀的铝保护膜。
发明内容
[0007] 为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，在不降低TWIP钢基体强度、塑韧性的前提下改善其耐腐蚀性能。
[0008] 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0009] 一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，包括以下步骤：
[0010] 1)准备试样：按所需规格切割TWIP钢基体，打磨抛光，清洗；
[0011] 2)镀膜前清洗
[0012] 将打磨抛光并清洗后的TWIP钢基体放置于热丝增强非平衡磁控溅射腔体内，抽真空；加热除气，开1～4根灯丝，灯丝预热15～30分钟，-50～-200V低偏压清洗10～40min，-200～-400V高偏压清洗10～40min，靶电流调至1～10A，清洗靶10～40min；
[0013] 2)镀膜
[0014] 清洗完成后，TWIP钢基体直流偏压调节到-50～-100V，控制氩气流量100～200sccm，氦气流量100～200sccm，热丝增强非平衡磁控溅射腔体压强控制在0.5～2.0Pa；
调节灯丝电流为1～10A，靶电流为1～10A，打开挡板，开始溅射，溅射时间视所需膜厚而定。
调节灯丝电流为1～10A，靶电流为1～10A，打开挡板，开始溅射，溅射时间视所需膜厚而定。
[0015] 所述的热丝增强非平衡磁控溅射腔体四周缠绕4根以上灯丝，腔体四壁分别设矩形金属靶材，其中一块或几块靶材为铝靶。
[0016] 镀膜时，热丝增强非平衡磁控溅射腔体内的温度不高于400℃，防止实验过程中由于温度过高，导致汽车板内部组织发生变化以及靶材发生软化。
[0017] 镀膜前，将清洗后的TWIP钢基体，悬挂在钢板的前面，该钢板与靶材平行设置，钢板的背面设有用于冷却基体的气管，气管内均匀吹入氦气，气管上设有若干气孔，气孔朝向钢板。
[0018] 所述的灯丝为钨丝。
[0019] 镀膜时：
[0020] 当采用1根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为3A，沉积时间为1h时，制备出厚度为1～1.5μm的Al薄膜；
[0021] 当采用4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为3A，沉积时间为1h时，制备出厚度为1.5～2μm的Al薄膜；
[0022] 当采用4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为6A，沉积时间为1h时，制备出厚度为3～3.5μm的Al薄膜。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0024] 本方法将磁控溅射应用于TWIP钢镀膜领域，取得了热浸镀及蒸发镀没有达到的效果。本方法采用热丝增强等离子体磁控溅射技术在TWIP高强钢板表面镀覆一层铝防腐蚀薄膜；将钨丝作为热丝，固定在充满氩气气氛的真空腔体中，通过调节加在热丝上的偏压来提高氩气的离化率及氩离子的轰击速度，进一步提高了膜基结合强度和薄膜的致密性。非平衡磁控溅射离子轰击在镀膜前可以起到清洗工件的氧化层和其他杂质，活化工件表面的作用，同时在工件表面上形成伪扩散层，有助于提高膜层与工件表面之间的结合力。同时，设备内的真空环境可以保证钢板在清洗之后的镀膜过程中不发生二次氧化。总之，采用真空磁控溅射镀的方法制备的铝薄膜，解决了TWIP钢表面易腐蚀的问题，同时保证了TWIP钢的强度及塑韧性，并且具有较好的结合力，大幅提高了其耐腐蚀性。镀膜后的TWIP汽车用冷轧钢板可以应用于进一步深冲加工。附图说明
[0025] 图1是溅射时间为1小时，1根灯丝，灯丝电流为5A；一个靶材，靶电流为3A时，Al薄膜表面组织形貌扫描电镜图一。
[0026] 图2是溅射时间为1小时，4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为3A时，Al薄膜表面组织形貌扫描电镜图一。
[0027] 图3是溅射时间为1小时，4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为6A时，Al薄膜表面组织形貌扫描电镜图一。
[0028] 图4是溅射时间为1小时，1根灯丝，灯丝电流为5A；一个靶材，靶电流为3A时，Al薄膜截面组织形貌扫描电镜图二。
[0029] 图5是溅射时间为1小时，4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为3A时，Al薄膜表面组织形貌扫描电镜图二。
[0030] 图6是溅射时间为1小时，4根灯丝，灯丝电流为5A，一个靶材，靶电流为6A时，Al薄膜表面组织形貌扫描电镜图二。
[0031] 图7是TWIP钢基体组织形貌扫描电镜图。
[0032] 图8是实施例中制备的薄膜电化学腐蚀试验的极化曲线图。
具体实施方式
[0034] 实施例1
[0035] 见图1-图8，一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，包括以下步骤：
[0036] 1)镀膜前准备：
[0037] 清理热丝增强非平衡磁控溅射腔体：安装转架，清除腔体内赃物，并用吸尘器吸尘。缠绕1～4根钨丝，固定于腔体内四周的接线柱上。准备试样：按所需规格切割TWIP钢基体，并用2000#～5000#金相砂纸磨至镜面，最后在抛光机上抛光至无肉眼可见的划痕。
[0038] 碱洗：用Na2CO3溶液超声波清洗，配制100g Na2CO3溶于2～5L去离子水，加热到70-80℃，超声波频率70Hz，清洗10～30min。工业清洗剂超声波清洗：将工业清洗剂与去离子水
1:3稀释加到超声波清洗机中，加热到70-80℃，超声波频率70Hz，清洗10～30min。去离子水冲洗TWIP钢基体两遍，要用流动的水源。
1:3稀释加到超声波清洗机中，加热到70-80℃，超声波频率70Hz，清洗10～30min。去离子水冲洗TWIP钢基体两遍，要用流动的水源。
[0039] 酒精清洗：将试样置于装有无水乙醇的烧杯中，并放在超声波清洗机中清洗10～30min，取出吹干，再放于100～200℃的烘干箱中烘干10～30min。将TWIP钢基体悬挂在一块钢板上，平行于铝靶材并挂于热丝增强非平衡磁控溅射腔体中，在转架驱动下，待镀面朝向铝靶靶面，将用于冷却基体的氦气管平行安置在悬挂TWIP钢基体的钢板的背面，气管气孔朝向钢板。注意保持腔体内及试样的干净，戴手套拿持试样；检测灯丝、靶材与腔体是否绝缘，检测转架能否正常转动。检查冷水机是否运转正常，能否达到冷却效果，防止镀膜过程中由于分子泵、靶电源和基体偏压电源因温度过高而报警。用酒精擦拭腔体的门上密封圈，关闭腔体的门。再次检测灯丝与腔体是否绝缘，避免关闭腔体的门过程中发生短路。
[0040] 腔体抽真空：精抽至腔体内压强降到10-4～10-3Pa，设定温度为200～400℃，加热继续抽真空的目的是为了进一步除去真空腔体中的水蒸汽，以免造成镀膜过程中发生二次氧化问题。当温度升至200～400℃时保温，继续抽真空，使腔体内压强降到10-4～10-3Pa以下，关闭加热。打开氩气气瓶剂氮气气瓶开关，将氩气流量设置为100～200sccm、氮气流量设置为0～50sccm，通入氩气和氮气，使腔体内充满能够辉光放电产生等离子体的气氛，为之后的清洗和镀膜做准备，同时也可以起到使腔体内及试样降温的作用。
[0041] 镀膜前清洗：腔体温度降至100～200℃后，关闭氮气。开1～4根灯丝，设定灯丝功率为30％～40％，预热灯丝10～40min，打开灯丝偏压电源，缓慢调节灯丝偏压至-100～-150V。然后当灯丝偏压电源电流表有示数后，缓慢调节灯丝功率，使灯丝偏压电流达到预定的灯丝电流。试样随转架匀速转动，设置氩气流量100～200sccm，氢气流量50～150sccm，调节基体脉冲偏压为-50～-200V，进行低偏压基体清洗，清洗10～40min。然后调节偏压至-
200～-400V，进行高偏压清洗，清洗10～40min。打开1～4个靶的靶电源，调节靶电流为1～
10A，清洗靶10～40min。
200～-400V，进行高偏压清洗，清洗10～40min。打开1～4个靶的靶电源，调节靶电流为1～
10A，清洗靶10～40min。
[0042] 2)镀膜：
[0043] 清洗完成后，基体直流偏压调节到-50～-100V，设置氩气流量100～200sccm，氦气流量50～200sccm，通过控制氩气及及氦气的流量使腔体压强保持在0.5～2.0Pa之间。调节四根灯丝的功率，使每根灯丝的电流达到1～10A，调节1～4个靶电源的靶电流为1～10A，打开挡板，开始溅射，溅射时间视所需膜厚而定，镀膜过程中观察基体偏流以及灯丝电流的数值是否变变化，如果发生改变，调节灯丝功率，使电流维持正常水平。
[0044] 镀膜后冷却：镀膜结束后，关闭挡板，避免铝继续溅射到TWIP钢基体上。然后再依次关闭靶电源、基体直流电源及灯丝电源；转架停止转动；氦气流量设为50～100sccm，待温度降至50～100℃后，氦气流量设为0，关闭氦气；关闭分子泵、前级阀、机械泵等；放气待腔体压强达到105Pa，打开腔体门，取出试样，对试样进行耐蚀性能和硬度、杨氏模量、结合力以及杯突等力学性能的检测，满足以上要求即说明可以应用于实际生产中。
[0046] 实施例2
[0047] 见图1-图8，一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，包括以下步骤：
[0048] 1)镀膜前准备：清理真空腔体：安装转架，清除热丝增强非平衡磁控溅射腔体内赃物，并用吸尘器吸尘。缠绕4根钨丝，固定于腔体内四对接线柱上。准备试样：准备规格为20mm×20mm×2mm的TWIP钢基体，并用3000#金相砂纸磨至镜面，最后在抛光机上抛光至无肉眼可见的划痕；
[0049] 碱洗：用Na2CO3溶液超声波清洗。配制100g Na2CO3溶于3L去离子水，加热到70℃，超声波频率70Hz，清洗10min。工业清洗剂超声波清洗，工业清洗剂与去离子水1:3稀释，加热到70℃，超声波频率70Hz，清洗10min。用流动的去离子水冲洗两遍。
[0050] 酒精清洗：将试样置于装有无水乙醇的烧杯中，并放在超声波清洗机中清洗10分钟，取出吹干，再放于100℃的烘干箱中烘干20分钟。将TWIP钢基体挂于热丝增强非平衡磁控溅射腔体中，检测灯丝、靶材与腔体是否绝缘，检测转架能否正常转动；用酒精擦拭腔体门上密封圈，关闭腔体门。
[0051] 腔体抽真空：先抽至8Pa，再精抽至腔体内压强降到1×10-3Pa以下，腔体内加热，直到300℃，加热继续抽真空的目的是为了进一步除去真空腔体中的水蒸汽。当温度升至300-3℃时保温，使腔体内压强降到1×10 Pa以下，停止加热。通氩气、氮气，将氩气流量设置为
120sccm、氮气流量设置为10sccm。
120sccm、氮气流量设置为10sccm。
[0052] 镀膜前清洗：腔体内温度降至120℃后，关闭氮气，开1根灯丝，设定灯丝功率为40％，预热灯丝20min，缓慢调节灯丝偏压至-120V，然后缓慢调节灯丝功率，待灯丝电流达到5A。转架旋转，打开基体电源，通入氩气120sccm，氢气100sccm，低偏压清洗调节脉冲偏压为-120V，清洗10min。然后将偏压调至-300V，其他不变，再清洗10min。打开1个铝靶的靶电源，调节靶电流为3A，清洗10min。。
[0053] 2)镀膜：
[0054] 清洗完成后，基体直流偏压调节到-50V，控制氩气流量150sccm，氦气流量150sccm，腔体压强0.5Pa。调节灯丝电流为5A，靶电流为3A，打开挡板，开始溅射，溅射时间
1h。
1h。
[0055] 镀膜后冷却：镀膜结束后，关挡板，关闭靶电源、基体直流电源及灯丝电源；转架停止转动；氦气流量设为100sccm，待温度降至50℃后，关闭氦气、关闭分子泵，待分子泵转速降为0，关闭阀，关闭机械泵；放气，待腔体压强达到105Pa，打开腔体，取出试样。此种方法可以得到厚度为1～1.5μm的Al薄膜，杨氏模量约为222.7GPa，纳米硬度约为7.49GPa，具有良好的耐蚀性。
[0056] 实施案例3：
[0057] 见图1-图8，一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，包括以下步骤：
[0058] 1)镀膜前准备：清理热丝增强非平衡磁控溅射腔体：安装转架，清除腔体内赃物，并用吸尘器吸尘。缠绕4根钨丝，固定于腔体内四对接线柱上。
[0059] 准备试样：准备规格为20mm×20mm×2mm的TWIP钢基体，并用2500#金相砂纸磨至镜面，最后在抛光机上抛光至无肉眼可见的划痕；
[0060] 碱洗：用Na2CO3溶液超声波清洗。配制100g Na2CO3溶于4L去离子水，加热到75℃，超声波频率70Hz，清洗25min。工业清洗剂超声波清洗。工业清洗剂与去离子水1:3稀释，加热到75℃，超声波频率70Hz，清洗25min。用流动的去离子水冲洗两遍。
[0061] 酒精清洗：将试样置于装有无水乙醇的烧杯中，并放在超声波清洗机中清洗20min，取出吹干，再放于150℃的烘干箱中烘干15分钟。将TWIP钢基体挂于热丝增强非平衡磁控溅射腔体中，检测灯丝、靶材与腔体是否绝缘，检测转架能否正常转动；用酒精擦拭腔体的门上密封圈，关闭腔体的门。
[0062] 腔体抽真空：先抽至5Pa，开分子泵，待泵转速达2000转以上后，精抽至腔体内压强降到2×10-3Pa以下，设定温度为350℃，加热继续抽真空的目的是为了进一步除去真空腔体中的水蒸气。当温度升至350℃时保温，使腔体内压强降到2×10-3Pa以下，停止加热。通氩气、氮气，将氩气流量设置为100sccm、氮气流量设置为20sccm。
[0063] 镀膜前清洗：腔体温度降至120℃后，关闭氮气，开4根灯丝，设定灯丝功率为35％，预热灯丝30min，缓慢调节灯丝偏压至-130V，然后缓慢调节灯丝功率，待灯丝电流达到5A。转架旋转，通入氩气120sccm，氢气100sccm，低偏压清洗调节脉冲偏压为-125V，清洗20min。
然后将偏压调至-280V，其他不变，再清洗10min。打开1个铝靶的靶电源，调节靶电流为3A，清洗20min。。
然后将偏压调至-280V，其他不变，再清洗10min。打开1个铝靶的靶电源，调节靶电流为3A，清洗20min。。
[0064] 2)镀膜：
[0065] 清洗完成后，基体直流偏压调节到-50V，控制氩气流量150sccm，氦气流量200sccm，腔体压强0.8Pa。调节灯丝电流为5A，靶电流为3A，打开挡板，开始溅射，溅射时间
1h。
1h。
[0066] 镀膜后冷却：镀膜结束后，关挡板，关闭靶电源、基体直流电源及灯丝电源；转架停止转动；氦气流量设为200sccm，待温度降至80℃后，关闭氦气瓶；关闭分子泵，待分子泵转速降为0，关闭相关阀门，关闭机械泵；对腔体放气，待腔体压强达到105Pa，打开腔体门，取出试样。此种方法可以得到厚度为1.5～2μm的Al薄膜，杨氏模量约为219.3GPa，纳米硬度约为6.64GPa，具有良好的耐蚀性。
[0067] 实施案例4：
[0068] 见图1-图8，一种在TWIP汽车用冷轧钢板表面镀铝的方法，包括以下步骤：
[0069] 1)镀膜前准备：清理热丝增强非平衡磁控溅射腔体：安装转架，清除腔体内赃物，并用吸尘器吸尘。缠绕4根钨丝，固定于腔体内四对接线柱上。准备试样：准备规格为20mm×20mm×2mm的TWIP钢基体，并用3000#金相砂纸磨至镜面，最后在抛光机上抛光至无肉眼可见的划痕；
[0070] 碱洗：用Na2CO3溶液超声波清洗。配制100g Na2CO3溶于5L去离子水，加热到80℃，超声波频率70Hz，清洗30min。工业清洗剂超声波清洗。工业清洗剂与去离子水1:3稀释，加热到80℃，超声波频率70Hz，清洗30min。采用流动的去离子水冲洗两遍。
[0071] 酒精清洗：将试样置于装有无水乙醇的烧杯中，并放在超声波清洗机中清洗20min，取出吹干，再放于125℃的烘干箱中烘干30min。将TWIP钢基体挂于热丝增强非平衡磁控溅射设备腔体中，检测灯丝、靶材与腔体是否绝缘，检测转架能否正常转动；用酒精擦拭腔体门上密封圈，关闭腔体门。
[0072] 腔体抽真空：先抽至6Pa，开分子泵，待泵转速达2000转以上后，精抽至腔体内压强降到3×10-3Pa以下，加热温度至330℃，加热继续抽真空的目的是为了进一步除去真空腔体中的水蒸汽。当温度升至330℃时保温，使腔体内压强降到3×10-3Pa以下，停止加热。打开氩气、氮气，将氩气流量设置为120sccm、氮气流量设置为20sccm。
[0073] 镀膜前清洗：腔体温度降至100℃后，关闭氮气，开4根灯丝，设定灯丝功率为38％，预热灯丝30min，缓慢调节灯丝偏压至-130V，然后缓慢调节灯丝功率，待灯丝电流达到5A。转架运行，打开基体电源，通入氩气120sccm，氢气100sccm，低偏压清洗调节脉冲偏压为-
125V，清洗20min。然后将偏压调至-280V，其他不变，再清洗10min。打开1个铝靶的靶电源，调节靶电流为6A，清洗20min。
125V，清洗20min。然后将偏压调至-280V，其他不变，再清洗10min。打开1个铝靶的靶电源，调节靶电流为6A，清洗20min。
[0074] 2)镀膜：
[0075] 清洗完成后，基体直流偏压调节到-50V，控制氩气流量150sccm，氦气流量200sccm，腔体压强0.8Pa。调节灯丝电流为5A，靶电流为6A，打开挡板，开始溅射，溅射时间
1h。
1h。
[0076] 镀膜后冷却：镀膜结束后，关挡板，关闭靶电源、基体直流电源及灯丝电源；转架停止运行；氦气流量设为200sccm，待温度降至80℃后，关闭氦气；关闭分子泵，待分子泵转速降为0，关闭相应阀门及机械泵；对腔体放气，待腔体压强达到105Pa，打开腔体门，取出试样。此种方法可以得到厚度为2～3μm的Al薄膜，杨氏模量约为220.2GPa，纳米硬度约为6.42GPa，具有良好的耐蚀性。
[0077] 上述实施例中灯丝可采用钨丝。
[0078] 本发明可制得比热浸镀更薄的镀层，还解决了TWIP冷轧汽车用钢镀膜过程中的氧化问题，具有更好的膜基结合力和良好的耐腐蚀性能。本发明将磁控溅射应用于TWIP钢镀膜领域，取得了热浸镀及蒸发镀没有达到的效果。采用热丝增强等离子体磁控溅射技术，将钨丝作为热丝，固定在充满氩气气氛的真空腔体中，通过调节加在热丝上的偏压来提高氩气的离化率及氩离子的轰击速度，进一步提高了膜基结合强度和薄膜的致密性。非平衡磁控溅射离子轰击在镀膜前可以起到清洗工件的氧化层和其他杂质，活化工件表面的作用，同时在工件表面上形成伪扩散层，有助于提高膜层与工件表面之间的结合力。同时，设备内的真空环境可以保证钢板在清洗之后的镀膜过程中不发生二次氧化。总之，采用真空磁控溅射镀的方法制备的铝薄膜，解决了TWIP钢表面易腐蚀的问题，同时保证了TWIP钢的强度及塑韧性，并且具有较好的结合力。
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