[發(fā)明專利]具有復(fù)合涂層的機(jī)械部件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910018282.0
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109763093A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈?qū)W忠;賀林青;溫振偉;李慶超
• 申請（專利權(quán)）人: 納獅新材料（浙江）有限公司
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/32;C23C14/16
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種具有復(fù)合涂層的機(jī)械部件，其包括：

基體；

結(jié)合層，其形成在所述基體的至少一部分表面上，其中所述結(jié)合層的材質(zhì)包含TiN、CrN中的任一種；

過渡層，其形成在所述結(jié)合層上，其中所述過渡層的材質(zhì)為AlTiCrN；

交替層，其形成在所述過渡層上，所述交替層包括多層依序交替堆疊的第一金屬陶瓷層及第二金屬陶瓷層，其中所述第一金屬陶瓷層的材質(zhì)為TiSiYN，所述第二金屬陶瓷層的材質(zhì)為AlTiCrN；及

功能層，其形成在所述交替層上，其中所述功能層的材質(zhì)為TiSiYN。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械部件，其中所述第一金屬陶瓷層及所述第二金屬陶瓷層中的任一者的層數(shù)為50層～100層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械部件，其中所述第一金屬陶瓷層及所述第二金屬陶瓷層中的任一者的厚度為0.2nm～3nm；并且

所述復(fù)合涂層的總厚度為1μm～6μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械部件，其中所述過渡層及所述第二金屬陶瓷層中除N元素以外其他元素按原子百分比計(jì)，包括40％～70％的鋁(Al)、10％～30％的鉻(Cr)及10％～30％的鈦(Ti)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械部件，其中所述功能層及所述第一金屬陶瓷層中除N元素以外其他元素按原子百分比計(jì)，包括75％～90％的鈦(Ti)、10％～20％的硅(Si)及0％～5％的釔(Y)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械部件，其中所述機(jī)械部件為刀具。

7.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的具有復(fù)合涂層的機(jī)械部件的方法，包括如下步驟：

提供基體；

采用PVD工藝于所述基體的至少一部分表面上形成結(jié)合層，其中所述結(jié)合層的材質(zhì)為包含TiN、CrN中的任一種；

采用PVD工藝于所述結(jié)合層的表面上形成過渡層，其中所述過渡層的材質(zhì)為AlTiCrN；

采用PVD工藝于所述過渡層的表面上形成交替層，其中所述交替層由第一金屬陶瓷層及第二金屬陶瓷層依序交替堆疊形成，其中所述第一金屬陶瓷層的材質(zhì)為TiSiYN，所述第二金屬陶瓷層的材質(zhì)為AlTiCrN；并且

采用PVD工藝于所述交替層的表面上形成功能層，其中所述功能層的材質(zhì)為TiSiYN。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括在采用PVD工藝之前，將所述基體的表面進(jìn)行預(yù)處理，其中所述預(yù)處理包括：經(jīng)化學(xué)藥品去除表面油污、清水漂洗和高溫空氣干燥中的一種或多種。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中采用PVD工藝于所述基體的至少一部分表面上形成結(jié)合層的步驟包括：

通入純度為99.999％的氬氣，在負(fù)偏壓為100V-800V的條件下，清潔所述基體的表面；

調(diào)整所述負(fù)偏壓至600V～1000V，打開含所述結(jié)合層的靶材的靶，其中所述結(jié)合層的靶材包括(Ti)、鉻(Cr)或其混合物，所述靶材的弧源電流為80A～100A；并且

調(diào)整所述負(fù)偏壓至20V～200V，通入氮?dú)庖栽谒龌w的至少一部分表面上形成所述結(jié)合層。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中采用PVD工藝于所述結(jié)合層的表面上形成所述過渡層的步驟為：

在設(shè)置負(fù)偏壓為20V～200V且通入氮?dú)獾臈l件下，打開含AlTiCr靶材的靶，其中所述AlTiCr靶材的弧源電流為80A～300A以在所述結(jié)合層的表面上形成所述過渡層。