[發(fā)明專利]一種納米復合交替涂層刀具及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810040221.X
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108165937B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 徐炳坤
• 申請（專利權）人: 浙江神鋼賽歐科技有限公司
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34;C23C14/02;C23C14/06
• 代理公司: 臺州市中唯專利事務所(普通合伙) 33215
• 代理人: 許玲愛

本發(fā)明的技術方案是1、一種納米復合交替涂層刀具，其特征在于：所述刀具中交替包含有TIALSIN涂層、ALCRSIN涂層和ALCRSIN涂層，其中各元素含量如下AL:51%±2%，CR:26%±2%，TI:19%±2，SI:2%。本發(fā)明的刀具在加工過程中，通用性較強，具備了TIALSIN的高硬度，抗氧化性和熱穩(wěn)定性；含有高鋁的ALCRSIN涂層具有較高硬度的同時，它的摩擦系數也相對較少，使得被加工的表面的光澤度較高；中鋁的ALCRSIN涂層具有一定的韌性，使得在加工的過程中不會因為涂層過硬（脆）而導致崩缺。

技術領域

本發(fā)明涉及機加工刀具領域，尤其是涉及一種納米復合交替涂層刀具及其制備方法。

背景技術

近年來，隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，涂層刀具被廣泛的應用于各個領域。涂層之后的刀具在其硬度，耐磨性，潤滑性(抗磨損系數)，壽命都是具有大幅度的提升。隨著近幾年機械制造行業(yè)向著高效、高精度、高亮度(被加工的表面)等方向的發(fā)展，通常的TiN(不適宜濕式加工)、ALCrN(加工HRC50°以上材質耐磨性較差)、AlTiN(加工HRC30°-50°的材質易崩損)等很難滿足客戶的加工需求。

發(fā)明內容

針對上述問題，本發(fā)明旨在提供一種新型的納米復合交替涂層刀具及其制備方法，可以使得刀具有更強的通用性加工性能。

本發(fā)明的技術方案是一種納米復合交替涂層刀具，其特征在于：所述刀具中交替包含有TIALSIN涂層、ALCRSIN涂層和ALCRN涂層，其中各元素含量如下AL:51％±2％，CR:26％±2％，TI:19％±2，SI:2％。

本發(fā)明納米復合交替涂層刀具制備方法的步驟如下：

①靶材配比：No.1 TIAL(80：20)，No.2AlSI(88:12)，No.3 AlCr(70:30)，No.4 CR；

②將清洗之后的刀具裝入涂層腔室中(清洗采用超聲波在60-70攝氏度的液體溶劑下進行)，并對腔室進行抽真空，使其進入中級真空狀態(tài)(0.003-0.008Mbar)；

③開始對腔室進行加熱，加熱時間為60分鐘至100分鐘，加熱溫度至520℃，并在最后的真空度檢測的時候使其的真空度達到0.005Mbar以下；

④氣體：Ar/H₂(90：10)，流量：300-500sccm，腔室氣壓0.05-0.09Mbar，BIAS U:450V-550V，No.3 Cr運行電流120-150A,使得通入的氣體變成離子體，并對刀具的表面進行轟擊,帶走刀具表面所殘留的氧化物，時間為10-15分鐘；

⑤氣壓：0.02-0.05Mbar，BIAS U:750V，No.3 Cr運行電流120-130A，陰極靶材所產生的等離子體在高偏壓的情況下快速的轟擊刀具表面，達到清洗的效果，時間為10分鐘；

⑤氣壓:0.009Mbar；氮氣流量：100-300sccm；BIAS U:40V→300V,DC；No.3 CrI：120A；時長：6mins,形成CrN的打底層,厚度：0.2um；

⑥氣壓范圍在0.040～0.068Mbar,通入氮氣200-260sccm，保持偏壓為60V,DC：

步驟一：開啟No.1和No.2兩支靶材

No.1 TIAL I:240-280A，No.2 ALSI I:100-130A；

時長：3mins，厚度：25nm；

步驟二：No.2 ALSI I:120A，No.3 ALCr I:240A；

時長：3mins，厚度：25nm；

步驟三：No.3 ALCr I:240A，No.4 Cr I:160A；