[發明專利]CrTiAlSiN納米復合涂層、沉積有該涂層的刀具及其制備方法

有效

• 申請號: 201010192207.5
• 申請日: 2010-05-31
• 公開（公告）號: CN101879794A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 田燦鑫;付德君;楊兵;楊慧娟
• 申請（專利權）人: 武漢嘉樹科技有限公司
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;C23C14/35;C23C14/16;C23C14/06;B23B27/00
• 代理公司: 武漢華旭知識產權事務所 42214
• 代理人: 劉榮;周宗貴

1.一種CrTiAlSiN納米復合涂層，其特征在于：該復合涂層包括粘結層、支撐層和主耐磨層，支撐層附著在粘結層上面，主耐磨層附著在支撐層上面，粘結層為Cr，支撐層為CrN，主耐磨層是由CrSiN層與TiAlSiN層交替構成的CrSiN/TiAlSiN納米多層復合涂層，或者是由納米晶CrTiAlN鑲嵌于非晶Si₃N₄的nc-CrTiAlN/a-Si₃N₄納米晶復合涂層。

2.根據權利要求1所述的CrTiAlSiN納米復合涂層，其特征在于：粘結層厚度為50～100納米，支撐層厚度為100～200納米，主耐磨層厚度為1.7～2.85微米。

3.根據權利要求1所述的CrTiAlSiN納米復合涂層，其特征在于：所述CrSiN/TiAlSiN納米多層復合涂層中，每層CrSiN厚度為3～10納米，每層TiAlSiN厚度為2～5納米；所述nc-CrTiAlN/a-Si₃N₄納米晶復合涂層中，CrTiAlN納米晶的尺寸為5～15納米。

4.一種沉積有如權利要求1所述CrTiAlSiN納米復合涂層的刀具，至少包括刀具基體，其特征在于：CrTiAlSiN納米復合涂層的粘結層沉積在刀具基體上。

5.根據權利要求4所述沉積有CrTiAlSiN納米復合涂層的刀具，其特征在于：所述刀具為硬質合金刀具。

6.一種權利要求4所述沉積有CrTiAlSiN納米復合涂層的刀具的制備方法，其特征在于包括以下步驟：將表面潔凈的刀具基體裝夾在工件架上進行輝光清洗；輝光清洗結束后，在Ar氣環境、真空度1.5×10^-2～2.5×10^-2Pa、300～400℃、-600～-900V偏壓條件下，打開多弧Cr靶在刀具基體上沉積Cr粘結層；然后在氮氣環境、真空度1.5～3.0Pa、300～400℃、-150～-500V偏壓條件下，在Cr粘結層上沉積CrN支撐層；在氮氣環境下，通入200～600sccm的SiH₄和/或開啟磁控濺射柱狀Si靶，在真空度3.0～5.0Pa、300～400℃、偏壓-150～-400V條件下，打開TiAl靶，在CrN支撐層上沉積CrTiAlSiN主耐磨層；沉積結束后，自然冷卻，得到沉積有CrTiAiSiN納米復合涂層的刀具。

7.根據權利要求6所述沉積有CrTiAlSiN納米復合涂層的刀具的制備方法，其特征在于：粘結層厚度為50～100納米，支撐層厚度為100～200納米，主耐磨層厚度為1.7～2.85微米。

8.根據權利要求6所述沉積有CrTiAlSiN納米復合涂層的刀具的制備方法，其特征在于：所述刀具為硬質合金刀具。

9.根據權利要求6所述沉積有CrTiAlSiN納米復合涂層的刀具的制備方法，其特征在于：工件架的公轉速度為2～7轉/分時，主耐磨層為CrSiN層與TiAlSiN層交替構成的CrSiN/TiAlSiN納米多層復合涂層，工件架的公轉速度為8～13轉/分時，主耐磨層為納米晶CrTiAlN鑲嵌于非晶Si₃N₄的nc-CrTiAlN/a-Si₃N₄納米晶復合涂層。

10.根據權利要求9所述沉積有CrTiAlSiN納米復合涂層的刀具的制備方法，其特征在于：所述CrSiN/TiAlSiN納米多層復合涂層中，每層CrSiN厚度為3～10納米，每層TiAlSiN厚度為2～5納米；所述nc-CrTiAlN/a-Si₃N₄納米晶復合涂層中，CrTiAlN納米晶的尺寸為5～15納米。