[發(fā)明專利]一種硬質(zhì)涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110263799.X
• 申請日: 2011-09-07
• 公開（公告）號: CN102296269A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 仇越秀;張善勇;李波;杜兆富;趙棟梁
• 申請（專利權(quán)）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/35
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強(qiáng)

1.一種硬質(zhì)涂層，其特征在于，所述硬質(zhì)涂層包括形成在基底上的Cr金屬涂層以及在Cr金屬涂層上由MeN和CrAlN形成的MeN-CrAlN涂層，Me為W和V中的一種或兩種。

2.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，Cr金屬涂層的厚度為10nm-100nm。

3.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，Cr金屬涂層的厚度為20nm-60nm。

4.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，MeN-CrAlN涂層的厚度為1μm-5μm。

5.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，MeN-CrAlN涂層的厚度為2μm-3μm。

6.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，MeN-CrAlN涂層是Cr_aAl_bMe_cN復(fù)合物涂層，其中，a+b+c＝1，0.1≤a≤0.7，0.2≤b≤0.7，0.2≤c≤0.6。

7.如權(quán)利要求6所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，0.2≤a≤0.5，0.4≤b≤0.7，0.2≤c≤0.5。

8.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，MeN-CrAlN涂層包括多個(gè)由MeN涂層和Cr_xAl_1-xN涂層疊置形成的MeN/Cr_xAl_1-xN重復(fù)單元，其中，0.1≤x≤0.7。

9.如權(quán)利要求8所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，0.3≤x≤0.5。

10.如權(quán)利要求8所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，每個(gè)MeN/Cr_xAl_1-xN重復(fù)單元的厚度為5nm-20nm，在每個(gè)MeN/Cr_xAl_1-xN重復(fù)單元中，Cr_xAl_1-xN涂層和MeN涂層的厚度比在1-10的范圍內(nèi)。

11.如權(quán)利要求8所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，每個(gè)MeN/Cr_xAl_1-xN重復(fù)單元的厚度為10nm-15nm，在每個(gè)MeN/Cr_xAl_1-xN重復(fù)單元中，Cr_xAl_1-xN涂層和MeN涂層的厚度比在3-6的范圍內(nèi)。

12.如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層，其特征在于，MeN-CrAlN涂層的硬度大于或等于30GPa，MeN-CrAlN涂層在700℃時(shí)的摩擦系數(shù)小于或等于0.25。

13.一種如權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)涂層的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

a)對基體進(jìn)行清潔；

b)在磁控濺射設(shè)備中和惰性氣體氣氛下將基體加熱至25℃-400℃；

c)通過Cr靶在基體上濺射Cr金屬涂層；

d)通過Cr靶、Al靶和Me靶在氮?dú)夂投栊詺怏w的混合氣體氣氛下在Cr金屬涂層上濺射MeN-CrAlN涂層，Me為W和V中的一種或兩種。

14.如權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于，Cr金屬涂層的厚度為10nm-100nm。

15.如權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于，Cr金屬涂層的厚度為20nm-60nm。

16.如權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于，MeN-CrAlN涂層的厚度為1μm-5μm。

17.如權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于，MeN-CrAlN涂層的厚度為2μm-3μm。

18.如權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于，在步驟d中同時(shí)濺射Cr、Al和Me以形成Cr_aAl_bMe_cN復(fù)合物涂層，其中，a+b+c＝1，0.1≤a≤0.7，0.2≤b≤0.7，0.2≤c≤0.6。