[發明專利]一種高硬度TiCrN/TiSiN納米多層結構涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201611235550.7
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106756833B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李偉;孫明達
• 申請（專利權）人: 上海理工大學;上海達是能源技術有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/35;C23C14/14;C23C14/06;C23C14/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種高硬度TiCrN/TiSiN納米多層結構涂層，其特征在于：所述涂層由多個TiCrN層和TiSiN層構成，所述的TiCrN層和TiSiN層依次交替沉積在基體上，靠近基體的一層為所述的TiCrN層，所述基體為金屬、硬質合金或陶瓷中的任意一種，所述的TiCrN/TiSiN納米多層結構涂層的總厚度為2-4μm，所述的TiSiN層厚度小于1.2nm，所述的TiCrN層和TiSiN層均為面心立方結構。

2.權利要求1所述的一種高硬度TiCrN/TiSiN納米多層結構涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

1）一個清洗基體的步驟，先將經拋光處理后的基體送入超聲波清洗機，依次在丙酮和無水酒精中利用15～30kHz的超聲波分別清洗5～10min；然后進行離子清洗，即將基體裝進真空室，抽真空到4×10^-4Pa~8×10^-4Pa后通入Ar氣，維持真空度在2-4Pa，用中頻對基體進行為時20~40min的離子轟擊，功率為80-100W；

2）一個沉積TiCr過渡層的步驟，將離子轟擊后的基片放進濺射室內，采用TiCr合金靶進行反應濺射，所述的TiCr合金靶中，Ti和Cr元素的原子比為50%:50%，通過直流電源控制合金靶，功率為120~150W，通過Ar流量為35~40sccm，沉積時間為5min；

3）一個通過多靶磁控濺射儀交替濺射TiSiN層和TiCrN層的步驟，通過轉動基片架，讓基片依次正對TiSi靶和TiCr靶進行反應濺射，所述的TiSi靶中，Ti和Si素的原子比為68～84%:16～32%，所述的TiCr靶中，Ti和Cr元素的原子比為50%:50%， Ar氣流量為40sccm； N₂氣流量為10sccm；基體在TiCr靶上方停留時間為20s；基體在TiSi靶上方停留時間為8s，沉積涂層的厚度為2-4μm。

3.如權利要求2所述的一種高硬度TiCrN/TiSiN納米多層結構涂層的制備方法，其特征在于：步驟3）中，所述通過多靶磁控濺射儀濺射過程的工藝控制參數為：

直流電源控制TiCr靶，射頻電源控制TiSi靶；

TiCrN層濺射功率150W，時間20s；

TiSiN層濺射功率300W，時間8s；

靶基距為5-7cm；

總氣壓范圍0.2-0.6Pa；

濺射溫度為室溫-300℃。