[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 |
| 地址: | 510062 廣東*** | 國省代碼: | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書: | 查看更多 | 說明書: | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 制備 刀具涂層 納米復(fù)合 陰極電弧離子鍍 磁控濺射技術(shù) 納米復(fù)合涂層 硬質(zhì)合金刀具 低摩擦系數(shù) 高功率脈沖 薄膜材料 表面鍍覆 表面防護(hù) 多層涂層 高速切削 性能提升 干切削 高韌性 高硬度 刀具 引入 應(yīng)用 | ||
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)。
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C23C 對金屬材料的鍍覆;用金屬材料對材料的鍍覆;表面擴(kuò)散法,化學(xué)轉(zhuǎn)化或置換法的金屬材料表面處理;真空蒸發(fā)法、濺射法、離子注入法或化學(xué)氣相沉積法的一般鍍覆
C23C14-00 通過覆層形成材料的真空蒸發(fā)、濺射或離子注入進(jìn)行鍍覆
C23C14-02 .待鍍材料的預(yù)處理
C23C14-04 .局部表面上的鍍覆,例如使用掩蔽物
C23C14-06 .以鍍層材料為特征的
C23C14-22 .以鍍覆工藝為特征的
C23C14-58 .后處理





