[發明專利]涂層、具有該涂層的被覆件及該被覆件的制備方法

無效

• 申請號: 201010254315.0
• 申請日: 2010-08-16
• 公開（公告）號: CN102373410A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 張新倍;陳文榮;蔣煥梧;陳正士;胡智杰
• 申請（專利權）人: 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種涂層、具有該涂層的被覆件及該被覆件的制備方法，特別涉及一種以真空鍍膜的方式形成的涂層、具有該涂層的被覆件及該被覆件的制備方法。

背景技術

真空鍍膜工藝在工業領域有著廣泛的應用，其中，TiN薄膜鍍覆在刀具或模具表面能大幅提高刀具和模具的使用壽命。然而，隨著金屬切削加工朝高切削速度、高進給速度、高加工溫度、高可靠性、長壽命、高精度和良好的切削控制性方面發展，對表面涂層的性能提出了更高的要求。傳統的TiN涂層在硬度、韌性及高溫抗氧化性等方面已經不能滿足要求。

ZrN薄膜由于其硬度與韌性均優于TiN薄膜而受到人們的廣泛關注。但單一的ZrN薄膜在硬度、耐磨性及高溫抗氧化性等方面幾乎已經沒有提高的空間，很難滿足現代工業的需求。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種具有高硬度、良好的高溫抗氧化性及耐磨性的涂層。

另外，有必要提供一種具有上述涂層的被覆件。

還有必要提供一種上述被覆件的制備方法。

一種涂層，形成于硬質基體表面上，該涂層包括一梯度膜層，該梯度膜層為一ZrYCN層，該梯度膜層中N原子及C原子的個數含量由靠近該硬質基體至遠離該硬質基體的方向呈梯度增加。

一種被覆件，包括一硬質基體及形成在該硬質基體上的一涂層，該涂層包括形成于該硬質基體上的一梯度膜層，該梯度膜層為一ZrYCN層，該梯度膜層中N原子及C原子的個數含量由靠近該硬質基體至遠離該硬質基體的方向呈梯度增加。

一種被覆件的制備方法，包括以下步驟：

提供一硬質基體；

在該硬質基體的表面磁控濺射一梯度膜層，該梯度膜層為一ZrYCN層，該梯度膜層中N原子及C原子的個數含量由靠近該硬質基體至遠離該硬質基體的方向呈梯度增加。

相較于現有技術，所述的涂層在其梯度膜層的形成過程中引入Y原子，該Y原子能夠起到細化晶粒的作用，可有效地提高該涂層的硬度、韌性及致密性。更重要的是，在發生高溫氧化時，所述梯度膜層中的Y將偏析到晶粒邊界及相邊界，阻止梯度膜層中的元素向外擴散及外界的氧氣向梯度膜層內擴散，如此可大大提高所述梯度膜層的抗高溫氧化能力。所述梯度膜層與硬質基體結合處主要表現為Zr的金屬相，使其具有與硬質基體較相近的熱膨脹系數，因此界面處內應力小，使得梯度膜層與硬質基體之間的結合力增強。所述梯度膜層的硬度、韌性的提高及梯度膜層與硬質基體之間結合力的增強，可顯著地提高所述被覆件的耐磨性。

附圖說明

圖1為本發明較佳實施例的涂層的剖視圖；

圖2為本發明較佳實施例的被覆件的剖視圖；

圖3為本發明較佳實施例的被覆件的制備方法的流程圖。

主要元件符號說明

涂層??????????10

梯度膜層??????11

顏色層????????13

結合層????????20

硬質基體??????30

被覆件????????40

具體實施方式

請參閱圖1，本發明一較佳實施例的涂層10包括一梯度膜層11，該涂層10形成于一硬質基體30的表面。該硬質基體30的材質可以為高速鋼、硬質合金及不銹鋼等。

該梯度膜層11為一ZrYCN層，其厚度為0.7～2.5μm。該梯度膜層11通過磁控濺射法沉積形成。在該梯度膜層11中，N原子及C原子的個數含量均隨著該梯度膜層11厚度的增加而增加，即N原子及C原子在該梯度膜層11中的個數含量由靠近硬質基體30至遠離硬質基體30的方向均呈梯度增加。

可以理解的，在該梯度膜層11的表面還可鍍覆一顏色層13，以增強該涂層10的美觀性。

請參閱圖2，本發明一較佳實施例的被覆件40包括一硬質基體30、形成于該硬質基體30的一結合層20及形成于該結合層20上的涂層10。該被覆件40可以為各類切削刀具、精密量具或模具。

該結合層20用以提高涂層10與硬質基體30之間的結合力。本實施例中，該結合層20為一ZrY層，其厚度為50～300nm。該結合層20通過磁控濺射法沉積形成。

請進一步參見圖3，制作所述被覆件40的方法主要包括如下步驟：

S1：提供一硬質基體30。

S2：對該硬質基體30進行前處理。

依次用去離子水和無水乙醇對該硬質基體30表面進行擦拭，將擦拭后的硬質基體30放入盛裝有丙酮溶液的超聲波清洗器中進行震動清洗，以除去硬質基體30表面的雜質和油污等。清洗完畢后吹干備用。