[發明專利]涂層、具有該涂層的被覆件及該被覆件的制造方法

無效

• 申請號: 201010299025.8
• 申請日: 2010-10-06
• 公開（公告）號: CN102443773A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 張新倍;陳文榮;蔣煥梧;陳正士;馬闖
• 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: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;B32B9/00
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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造方法，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造方法。

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、韌性及耐磨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，提供一種具有良好硬度、韌性及耐磨性的涂層。

另外，還提供一種應用上述涂層的被覆件。

另外，還提供一種上述被覆件的制造方法。

一種涂層，該涂層包括納米復合層，該納米復合層包括若干ZrN層和若干ZrYN層，所述若干ZrN層和若干ZrYN層交替排布。

一種被覆件，該被覆件包括基體、形成于該基體的結合層及形成于該結合層上的涂層，該結合層為ZrY層，該涂層包括納米復合層，該納米復合層包括若干ZrN層和若干ZrYN層，所述若干ZrN層和若干ZrYN層交替排布。

一種被覆件的制造方法，包括以下步驟：

提供基體；

于該基體的表面磁控濺射結合層，該結合層為ZrY層；

于該結合層的表面磁控濺射納米復合層，該納米復合層包括若干ZrN層和若干ZrYN層，所述若干ZrN層和若干ZrYN層交替排布。

在形成所述ZrYN層時，N原子優先與Zr原子形成ZrN晶粒，Y原子則以獨立形式偏聚在晶界上形成Y相，其可抑制ZrN晶粒的長大，因而使得ZrYN層中的ZrN晶粒的粒徑維持在納米級，該納米級的ZrN晶粒可有效提高所述納米復合層的硬度和韌性。更重要的是，由于納米級氮化物ZrN與ZrYN之間剪切模量的差異，交替沉積的每一ZrN層與每一ZrYN層之間的位錯運動在二膜層的界面處而停止，位錯的塞積可產生硬化現象及抑制膜層的變形，從而使得所述納米復合層的硬度及韌性進一步得到顯著的提高。所述的被覆件在基體與納米復合層之間設置ZrY結合層，可有效提高涂層與基體之間的結合力。所述涂層的硬度、韌性的提高及涂層與基體之間結合力的增強，可顯著地提高所述涂層的耐磨性。

附圖說明

圖1為本發明一較佳實施例的涂層的剖視圖；

圖2為本發明一較佳實施例的被覆件的剖視圖。

主要元件符號說明

基體??????????10

結合層????????20

涂層??????????30

納米復合層????31

ZrN層?????????311

ZrYN層????????313

顏色層????????33

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30包括納米復合層31。該納米復合層31包括若干氮化鋯(ZrN)層311和若干氮化鋯釔(ZrYN)層313，所述若干ZrN層311和若干ZrYN層313交替排布。所述若干ZrN層311及若干ZrYN層313通過磁控濺射的方法形成。該若干ZrN層311及若干ZrYN層313的層數分別為20～50層。

每一ZrN層311的厚度為10～20nm，每一ZrYN層313的厚度為10～20nm。所述涂層30的總厚度為1～4μm。

可以理解的，所述涂層30還可包括于該納米復合層31的表面上鍍覆的顏色層33，以增強該涂層30的美觀性。

請參閱圖2，本發明一較佳實施例的被覆件40包括基體10、形成于該基體10的結合層20及形成于該結合層20上的所述涂層30。該基體10的材質可以為高速鋼、硬質合金及不銹鋼等。該被覆件40可以為各類切削刀具、精密量具、模具、3C電子產品外殼及各種建筑裝飾件等。

該結合層20為鋯釔(ZrY)層，其厚度為0.05～0.2μm。該結合層20通過磁控濺射法沉積形成。該結合層20的化學穩定性與熱膨脹系數介于基體10與涂層30之間，因而可有效提高涂層30與基體10之間的結合力。所述涂層30與基體11直接結合的為ZrN層311。