[發明專利]一種AlCrSiCuN納米多層涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201710540817.1
• 申請日: 2017-07-05
• 公開（公告）號: CN107523790B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 王啟民;費加喜;代偉;吳正濤
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32;C23C14/35
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種AlCrSiCuN納米復合刀具涂層，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)將經預處理后的硬質合金刀具固定在爐體內的工件架上，調節工件架轉速為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)調節氬氣通入量為200～350sccm，調節真空室氣壓為0.3～0.8Pa，基體加負偏壓600～1200V，進行輝光濺射清洗10～20min；

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

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

(5)關掉氬氣，通入200～300sccm的氮氣，調節真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負偏壓為80～150V，打開電弧離子度Cr靶，調節靶電流為80～150A，進行鍍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，調節真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負偏壓為80～150V，打開電弧離子鍍AlCrSi靶，調節靶電流為80～150A，打開高功率脈沖磁控濺射Cu靶，調節Cu靶峰值電壓為700～900V，調節Cu靶頻率為150～250Hz，調節Cu靶脈沖寬度為0～100us，調節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納米復合涂層的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)將經預處理后的硬質合金刀具固定在爐體內的工件架上，調節工件架轉速為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)調節氬氣通入量為200～350sccm，調節真空室氣壓為0.3～0.8Pa，基體加負偏壓600～1200V，進行輝光濺射清洗10～20min；

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

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

(5)關掉氬氣，通入200～300sccm的氮氣，調節真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負偏壓為80～150V，打開電弧離子度Cr靶，調節靶電流為80～150A，進行鍍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，調節真空室氣壓為1～1.5Pa，基體負偏壓為80～150V，打開電弧離子鍍AlCrSi靶，調節靶電流為80～150A，打開高功率脈沖磁控濺射Cu靶，調節Cu靶峰值電壓為700～900V，調節Cu靶頻率為150～250Hz，調節Cu靶脈沖寬度為0～100us，調節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.根據權利要求2所述一種AlCrSiCuN納米復合涂層的制備方法，其特征在于：所述納米復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合技術。