[發(fā)明專利]一種AlCrSiCuN納米多層涂層及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710540817.1
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107523790B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王啟民;費加喜;代偉;吳正濤
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32;C23C14/35
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種AlCrSiCuN納米復(fù)合刀具涂層，其特征在于：由如下原子百分比含量的成分組成：Al：18～29at.％Cr：19～30at.％Si：6～9at.％Cu：0～16at.％N：46～55at.％；

所述涂層的制備方法包括如下步驟：

1)將經(jīng)預(yù)處理后的硬質(zhì)合金刀具固定在爐體內(nèi)的工件架上，調(diào)節(jié)工件架轉(zhuǎn)速為2.5～5rpm，抽至本體真空1×10^-3～8×10^-3Pa，同時打開加熱器，升溫到300～400℃；

(2)調(diào)節(jié)氬氣通入量為200～350sccm，調(diào)節(jié)真空室氣壓為0.3～0.8Pa，基體加負(fù)偏壓600～1200V，進(jìn)行輝光濺射清洗10～20min；

(3)降低基體負(fù)偏壓至700～900V，開啟電弧離子鍍Cr靶，調(diào)節(jié)靶材電流為80～150A，以Cr離子高能轟擊基體3～5min，繼續(xù)降低基體負(fù)偏壓至500～650V，調(diào)節(jié)靶材電流為80～150A，以Cr離子高能轟擊基體2～5min，以活化基體表面；

(4)調(diào)節(jié)氬氣通入量為50～150sccm，調(diào)節(jié)真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負(fù)偏壓為80～150V，打開電弧離子鍍Cr靶，調(diào)節(jié)靶電流為80～150A，鍍金屬結(jié)合層的時間為3～10min；

(5)關(guān)掉氬氣，通入200～300sccm的氮氣，調(diào)節(jié)真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負(fù)偏壓為80～150V，打開電弧離子度Cr靶，調(diào)節(jié)靶電流為80～150A，進(jìn)行鍍CrN打底層，鍍膜時間為8～20min；

(6)通入50～100sccm氬氣，通入150～300sccm的氮氣，調(diào)節(jié)真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負(fù)偏壓為80～150V，打開電弧離子鍍AlCrSi靶，調(diào)節(jié)靶電流為80～150A，打開高功率脈沖磁控濺射Cu靶，調(diào)節(jié)Cu靶峰值電壓為700～900V，調(diào)節(jié)Cu靶頻率為150～250Hz，調(diào)節(jié)Cu靶脈沖寬度為0～100us，調(diào)節(jié)Cu靶的靶功率為0～2KW，控制鍍膜時間為100～130min；完成鍍膜后，刀具及涂層隨爐降溫至80～100℃后取出常溫冷卻。

2.一種AlCrSiCuN納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)將經(jīng)預(yù)處理后的硬質(zhì)合金刀具固定在爐體內(nèi)的工件架上，調(diào)節(jié)工件架轉(zhuǎn)速為2.5～5rpm，抽至本體真空1×10^-3～8×10^-3Pa，同時打開加熱器，升溫到300～400℃；

(2)調(diào)節(jié)氬氣通入量為200～350sccm，調(diào)節(jié)真空室氣壓為0.3～0.8Pa，基體加負(fù)偏壓600～1200V，進(jìn)行輝光濺射清洗10～20min；

(3)降低基體負(fù)偏壓至700～900V，開啟電弧離子鍍Cr靶，調(diào)節(jié)靶材電流為80～150A，以Cr離子高能轟擊基體3～5min，繼續(xù)降低基體負(fù)偏壓至500～650V，調(diào)節(jié)靶材電流為80～150A，以Cr離子高能轟擊基體2～5min，以活化基體表面；

(4)調(diào)節(jié)氬氣通入量為50～150sccm，調(diào)節(jié)真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負(fù)偏壓為80～150V，打開電弧離子鍍Cr靶，調(diào)節(jié)靶電流為80～150A，鍍金屬結(jié)合層的時間為3～10min；

(5)關(guān)掉氬氣，通入200～300sccm的氮氣，調(diào)節(jié)真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負(fù)偏壓為80～150V，打開電弧離子度Cr靶，調(diào)節(jié)靶電流為80～150A，進(jìn)行鍍CrN打底層，鍍膜時間為8～20min；

(6)通入50～100sccm氬氣，通入150～300sccm的氮氣，調(diào)節(jié)真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負(fù)偏壓為80～150V，打開電弧離子鍍AlCrSi靶，調(diào)節(jié)靶電流為80～150A，打開高功率脈沖磁控濺射Cu靶，調(diào)節(jié)Cu靶峰值電壓為700～900V，調(diào)節(jié)Cu靶頻率為150～250Hz，調(diào)節(jié)Cu靶脈沖寬度為0～100us，調(diào)節(jié)Cu靶的靶功率為0～2KW，控制鍍膜時間為100～130min；完成鍍膜后，刀具及涂層隨爐降溫至80～100℃后取出常溫冷卻。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種AlCrSiCuN納米復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于：所述納米復(fù)合刀具涂層的制備采用陰極電弧離子鍍和高功率脈沖磁控濺射復(fù)合技術(shù)。