[發明專利]一種高溫抗氧化AlTiYN涂層及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201711044421.4
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN108018528A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）人: 王啟民;莫錦君;吳正濤;唐鵬
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/16;C23C14/06
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 楊曉松

1.一種高溫抗氧化AlTiYN涂層，其特征在于包含CrN過渡層和AlTiYN功能層；

所述的AlTiYN功能層包含Al元素、Ti元素、Y元素和N元素，其中，各元素的原子百分比含量為：Al 20～35at.％，Ti 10～30at.％，Y 0.5～4at.％，N 30～58at.％。

2.根據權利要求1所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層，其特征在于：

所述的CrN過渡層包含Cr元素和N元素，其中，各元素的原子百分比含量為：Cr 55～75at.％，N 25～45at.％。

3.根據權利要求1或2所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層，其特征在于：

所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層還包含金屬Cr活化層。

4.權利要求1～3任一項所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層的制備方法，其特征在于包含如下步驟：

(1)金屬基體清洗：將金屬基體拋光處理，然后清洗，再用氮氣吹干后裝入真空室內；

(2)Ar和金屬離子轟擊：打開加熱器升溫至300～500℃，將真空室抽真空至真空度1.0×10-3～8.0×10-3Pa以下；然后通入100～300sccm的Ar氣，設置工件支架偏壓為-1000～-700V，對金屬基體表面進行濺射清洗，轟擊時間為10～20min；再將偏壓降至-800～-600V，點燃Cr靶，靶材電流為60～150A，用高能Cr離子轟擊金屬基體3～15min，得到金屬Cr活化層；

(3)沉積CrN過渡層：將偏壓調至-200～-100V，通入800～1000sccm的N2氣，調節氣壓至0.5～3.0Pa，沉積5～30min，得到CrN過渡層；

(4)沉積AlTiYN功能層：通入800～1000sccm的N2氣，調節氣壓至1.0～3.0Pa；點燃AlTiY靶，靶材電流為60～120A，偏壓升至-120～-60V，沉積1～4h形成AlTiYN功能層，得到高溫抗氧化AlTiYN涂層。

5.根據權利要求4所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層的制備方法，其特征在于：

步驟(1)中所述的清洗為分別用丙酮、酒精超聲清洗10～20min。

6.根據權利要求4所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層的制備方法，其特征在于：

步驟(3)中所述的CrN過渡層的厚度為0.05～1.0μm。

7.根據權利要求4所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層的制備方法，其特征在于：

步驟(4)中所述的AlTiYN功能層的厚度為1.0～5μm。

8.根據權利要求4所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層的制備方法，其特征在于：

步驟(4)中所述AlTiY靶的各元素原子百分比為Ti 30～42at.％，Al55～70at.％，Y 1～6at.％。

9.權利要求1～3任一項所述的高溫抗氧化AlTiYN涂層在機械零部件、刀模具加工領域中的應用。