[發(fā)明專利]一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210090578.1
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN102605324A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張世宏;蔡飛;方煒;李偉
• 申請（專利權(quán)）人: 馬鞍山多晶金屬材料科技有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務(wù)所 34116
• 代理人: 胡敏

1.一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層，其特征在于，包括納米過渡層、立方結(jié)構(gòu)的TiN層和六方結(jié)構(gòu)的AlSiN層，所述立方結(jié)構(gòu)的TiN層和六方結(jié)構(gòu)的AlSiN層交替沉積在納米過渡層上，所述納米過渡層是Ti/TiN的復(fù)合物層，所述六方結(jié)構(gòu)的AlSiN層的界面上設(shè)有立方結(jié)構(gòu)的AlSiN層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層，其特征在于：所述立方結(jié)構(gòu)的TiN層和六方結(jié)構(gòu)的AlSiN層的調(diào)制周期為7～9nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層，其特征在于：所述納米復(fù)合涂層的總厚度為4～6μm，納米過渡層的厚度為1～2μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層，其特征在于：所述納米復(fù)合涂層中含有晶化的Si₃N₄相。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任一項所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)在真空室的兩側(cè)分別設(shè)置第一中頻電弧源和第二中頻電弧源，N₂和Ar氣體接入真空室中；

(2)將拋光、清洗后的工件夾持在夾具上，夾具設(shè)置在轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺位于真空室中；

(3)往真空室內(nèi)通入Ar氣，加負偏壓對工件表面進行Ar離子轟擊清洗去除工件表面殘余物后，降低負偏壓；

(4)啟動第一中頻電弧源，沉積生成Ti層，然后通入N₂氣體，沉積生成TiN層；

(5)啟動第二中頻電弧源，首先沉積AlSiN層，然后旋轉(zhuǎn)試樣，使得試樣間隙的暴露在兩個中頻電弧源之間，交替沉積生成立方結(jié)構(gòu)的TiN層和六方結(jié)構(gòu)的AlSiN層，真空室冷卻到室溫即可。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，還包括步驟(6)對沉積后的納米復(fù)合涂層進行退火，退火溫度為700～1200℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，第一中頻電弧源的靶材由Ti單質(zhì)制成，純度為99.9％；第二中頻電弧源的靶材由AlSi粉末冶金制成，Al和Si的原子百分比為88∶12，AlSi靶材的純度為99.9％。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，真空室的真空度為7×10^-3Pa，加熱溫度為300～500℃，工件轉(zhuǎn)速為3～5轉(zhuǎn)/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，Ti層的沉積時間為10～20min，TiN層的沉積時間為40～60min。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多弧離子鍍超晶格納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述立方結(jié)構(gòu)的TiN層和六方結(jié)構(gòu)的AlSiN層的沉積時間為40～90min。