[發明專利]一種納米多層復合超硬刀具涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201810738954.0
• 申請日: 2018-07-06
• 公開（公告）號: CN108823526B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王麗君;文廣;李明昆;黃清宇;武昭妤;蹇清平;王夢超;陳輝
• 申請（專利權）人: 成都工業職業技術學院;西南交通大學
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/06;C23C14/16;C23C14/34
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 杜朗宇;茍銘

1.一種納米多層復合超硬刀具涂層，其特征在于，由依次沉積在刀具基體材料上的Cr過渡層、CrN過渡層、CrN/TiAlSiYN交替層構成，所述CrN/TiAlSiYN交替層由CrN層、TiAlSiYN層依次交替構成；

所述TiAlSiYN層的組成組分按重量份計由15~35份的Ti，25~50份的Al，25~60份的N，3~5份的Si，0.8~1.5份的Y組成。

2.根據權利要求1所述納米多層復合超硬刀具涂層，其特征在于所述CrN/TiAlSiYN交替層調制周期為20nm~50nm。

3.根據權利要求1或2所述納米多層復合超硬刀具涂層，其特征在于所述CrN/TiAlSiYN交替層中CrN層與TiAlSiYN層的厚度比為1.5~1.7。

4.根據權利要求1所述納米多層復合超硬刀具涂層，其特征在于涂層總厚度為2.7~3μm。

5.根據權利要求2所述納米多層復合超硬刀具涂層，其特征在于涂層總厚度為2.7~3μm。

6.根據權利要求5所述納米多層復合超硬刀具涂層，其特征在于起始Cr過渡層與CrN過渡層兩層的總厚度為0.1~0.2μm。

7.權利要求1~6中任一權利要求所述納米多層復合超硬刀具涂層的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

a.預處理：對刀具基體表面進行噴砂清洗，去除表面油污、氧化層及其他附著物，再對刀具進行酸洗；

b.濺射清洗：利用靶材濺射出的離子對基體表面進行濺射清洗，處理室內壓力10^-3~7×10^-3Pa，充入的氣體為Ar，基體偏壓為50~150V，溫度為200~250℃，清洗時間為10~20min；

c.沉積純Cr過渡層：利用物理氣相沉積法沉積純Cr層，只開啟Cr靶，沉積總電量為10~20Ah，基體偏壓為80~120V，電流為80~130A，溫度為220℃；

d.沉積CrN過渡層：利用物理氣相沉積法沉積CrN層，只開啟Cr靶，充入氣體為N₂，沉積總電量為5Ah，靶材電流為100~130A，基體偏壓為50~60V，溫度為220℃；

e.沉積交替層的第一層CrN層：利用物理氣相沉積法沉積CrN層，只開啟Cr靶，充入N₂，沉積總電量為15Ah，靶材電流為100~130A，基體偏壓為50~60V，溫度為220℃；

f.沉積TiAlSiYN層：利用物理氣相沉積法沉積TiAlSiYN層，只開啟TiAlSiY靶，充入N₂，沉積總電量為15Ah，靶材電流為130~160A，基體偏壓為50~60V，溫度為250℃；

g.重復e、f步驟，且最外層為TiAlSiYN層；

h.冷卻：冷卻一個小時，鍍膜完成。

8.根據權利要求7所述納米多層復合超硬刀具涂層的制備方法，其特征在于所述TiAlSiY靶的組成為15~35份的Ti，25~50份的Al，25~60份的N，3~5份的Si，0.8~1.5份的Y。