[發(fā)明專利]與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410053656.X
• 申請(qǐng)日: 2014-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN103789726A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙海波;鮮廣;梁紅櫻;梁雅庭;杜昊;王輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/06
• 分類號(hào): C23C14/06
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 羅貴飛;梁鑫

1.與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層，其特征在于：在工具表面上由內(nèi)而外一共有四層，依次是Ti結(jié)合層（2）、TiN梯度結(jié)構(gòu)層（3）、AlTiCrN支撐層（4）和AlTiCrN/MoN功能層（5）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層，其特征在于：所述Ti結(jié)合層（2）的厚度為100～200nm，TiN梯度結(jié)構(gòu)層（3）的厚度為100～200nm，AlTiCrN支撐層（4）的厚度為150～300nm，AlTiCrN/MoN功能層（5）的厚度為500～2000nm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層，其特征在于：所述Ti結(jié)合層（2）和TiN梯度結(jié)構(gòu)層（3）是通過蒸發(fā)鍍膜技術(shù)獲得，所述AlTiCrN支撐層（4）和AlTiCrN/MoN功能層（5）是通過濺射鍍膜技術(shù)獲得。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層，其特征在于：所述AlTiCrN/MoN功能層（5）是由納米級(jí)AlTiCrN單層和MoN單層交替疊加而成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層，其特征在于：所述AlTiCrN單層和MoN單層的厚度之和在8～20nm之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層，其特征在于：所述工具為硬質(zhì)合金刀具、高速鋼刀具、硬質(zhì)合金模具或高速鋼模具。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

a、工具基體（1）前處理和加熱；

b、等離子清洗；

c、用蒸鍍法沉積得到Ti結(jié)合層（2）；

d、再用蒸鍍法沉積得到TiN梯度結(jié)構(gòu)層（3）；

e、用磁控濺射法沉積得到AlTiCrN支撐層（4）；

f、再用磁控濺射法沉積得到AlTiCrN/MoN功能層（5）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層的制備方法，其特征在于步驟a所述工具基體（1）前處理和加熱是指：對(duì)工具基體（1）表面進(jìn)行除油處理，去除表面層油污，隨后在酒精溶液中脫水處理，經(jīng)干燥之后立即裝爐，并抽真空至≤6.0×10^－3Pa；然后向鍍膜室內(nèi)通入氬氣，并控制壓強(qiáng)在2.5～4.0×10^－1Pa，打開轉(zhuǎn)動(dòng)，控制工具基體（1）在爐內(nèi)的轉(zhuǎn)速為2～5rpm，開啟熱陰極離子柱弧使其電流為140～180A，利用產(chǎn)生的電子轟擊刀具基體（1）進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間為30～100min。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層的制備方法，其特征在于：步驟b等離子清洗過程中，調(diào)節(jié)氬氣流量，控制室內(nèi)壓強(qiáng)為1.5～2.5×10^-1Pa，對(duì)基體施加直流偏壓－100～－200V和脈沖偏壓－200～－500V，利用等離子區(qū)離化的氬離子對(duì)刀具基體進(jìn)行刻蝕清洗，清洗時(shí)間15～60min。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層的制備方法，其特征在于：步驟c用蒸鍍法沉積得到Ti結(jié)合層（2）的過程中，調(diào)節(jié)氬氣流量，控制工作壓強(qiáng)為1.0～1.5×10^-1Pa，并將熱陰極離子柱弧的電流調(diào)至180～230A，對(duì)坩堝進(jìn)行加熱，使坩堝內(nèi)的Ti金屬蒸發(fā)，蒸發(fā)鍍制時(shí)間為5～10min。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的與工具表面結(jié)合牢固的AlTiCrN/MoN納米多層涂層的制備方法，其特征在于：步驟d用蒸鍍法沉積得到TiN梯度結(jié)構(gòu)層（3）的過程中，控制氬氣流量為25～50SCCM，然后以每分鐘增加15～25SCCM的速度增加氮?dú)饬髁?，氮?dú)庾罱K流量為80～120SCCM，關(guān)閉脈沖偏壓，控制直流偏壓為－50～－150V，沉積TiN梯度結(jié)構(gòu)層（3）的時(shí)間為3～10min。