[發明專利]超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片及制備方法

有效

• 申請號: 201310061588.7
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103084600A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 楊兵;陳燕鳴;王如意;劉輝東
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: B23B27/14
• 分類號: B23B27/14;C23C14/32;C23C14/06;C23C14/16;C23C14/02
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片，其特征在于：所述硬質合金刀片的基體表面有從內到外由結合層、過渡層、支撐層、耐磨層I、耐磨層II、減磨層構成的復合涂層，且：

1）結合層為Ti層；

2）過渡層為TiN層；

3）支撐層為TiN/TiSiN層；

4）耐磨層I為TiSiN層；

5）耐磨層II為TiSiN/CN層；

6）減磨層為CN層。

2.如權利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片，其特征在于：所述復核涂層的厚度為2-15微米，其中

1）結合層厚度為5-30納米；

2）過渡層厚度為500-2000納米；

3）支撐層厚度為500-4000納米；

4）耐磨層I厚度為500-4000納米；

5）耐磨層II厚度為100-4000納米；

6）減磨層厚度為500-1000納米。

3.如權利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片，其特征在于：所述支撐層為TiN層和TiSiN層交替構成的TiN/TiSiN多層涂層,?其中單層TiSiN層厚度為3-8納米，單層TiN層厚度為2-7納米，每層TiSiN+TiN厚度之和為5-10納米。

4.如權利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片，其特征在于：所述耐磨層II為TiSiN層和CN層交替構成的TiSiN/CN多層涂層,其中單層TiSiN層厚度為3-8納米，單層CN層厚度為2-7納米，每層TiSiN+CN厚度之和為5-10納米。

5.如權利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片，其特征在于：所述耐磨層I包含TiN納米晶和非晶SiNx，其中TiN納米晶尺寸為5-20納米，非晶SiNx層厚度為0.1-2nm。

6.一種如權利要求1所述的超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片的制備方法，其特征在于：由下述步驟依次形成：

1）對經過化學清洗的硬質合金刀片進行輝光清洗后,在其表面沉積結合層，該結合層為Ti層；

2）在上步得到的結合層上沉積過渡層，該過渡層為TiN層；

3）在上步得到的過渡層上沉積支撐層，支撐層為TiN/TiSiN層；

4）在上步得到的支撐層上沉積耐磨層I，該耐磨層I為TiSiN層；

5）在上步得到的耐磨層I上沉積耐磨層II，該耐磨層II為TiSiN/CN層；

6）在上步得到的耐磨層II上沉積減磨層，該減磨層為CN層，自然冷卻，即得。

7.如權利要求6所述的超硬TiN-TiSiN-CN多層交替復合梯度涂層硬質合金刀片的制備方法，其特征在于：

1）所述的輝光清洗的條件為：溫度為400－600℃，氫氣和氬氣環境下；

2）所述結合層的沉積條件為：氣壓0.01-0.1Pa，電壓－1000V到－1200V；

3）所述過渡層的沉積條件為：氮氣環境下，氣壓0.1-0.5Pa，電壓－100V到－250V；

4）所述支撐層的沉積條件為：氮氣環境下，氣壓0.?5-2.3Pa，電壓－150V到－250V；

5）所述耐磨層I的沉積條件為：氮氣環境下，氣壓0.5-1Pa，電壓－150V到－250V；

6）所述耐磨層II的沉積條件為：氮氣環境下，氣壓1-2.3Pa，電壓－150V到－250V；

7）所述減磨層的沉積條件為：氮氣環境下，氣壓0.1-0.5Pa，電壓－150V到－250V。