[發明專利]具有復合涂層的機械部件及其制備方法

在審

• 申請號: 201910018650.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109763098A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 李慶超;沈學忠;溫振偉;賀林青
• 申請（專利權）人: 納獅新材料（浙江）有限公司
• 主分類號: C23C14/06
• 分類號: C23C14/06;C23C14/32
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

1.一種具有復合涂層的機械部件，其包括：

基體；

結合層，其形成于所述基體至少一部分的表面上，其中所述結合層的材質包含TiN、CrN中的任一種；以及

交替層，其形成于所述結合層的表面上，其中所述交替層為包括多層自所述結合層表面向外依序循環堆疊的第一金屬陶瓷層、第二金屬陶瓷層及第三金屬陶瓷層，且所述第一金屬陶瓷層的材質為AlTiWN，所述第二金屬陶瓷層的材質為AlTiSiWN，以及所述第三金屬陶瓷層的材質為TiSiWN。

2.根據權利要求1所述的機械部件，其中所述第一金屬陶瓷層、所述第二金屬陶瓷層及所述第三金屬陶瓷層中的任一者的厚度為2nm～17nm，所述交替層的厚度為0.5μm～6μm。

3.根據權利要求1所述的機械部件，其中所述第一金屬陶瓷層、所述第二金屬陶瓷層及所述第三金屬陶瓷層中的任一者的堆疊層數為80層～120層。

4.根據權利要求1所述的機械部件，其中所述第一金屬陶瓷層除去N以外其他元素按原子百分比計，包括50％～60％的鋁(Al)、30％～40％的鈦(Ti)及0％～20％的鎢(W)。

5.根據權利要求1所述的機械部件，其中所述第二金屬陶瓷層除去N以外其他元素按原子百分比計，包括25％～30％的鋁(Al)、55％～65％的鈦(Ti)、5％～10％的硅(Si)及0％～15％的鎢(W)。

6.根據權利要求1所述的機械部件，其中所述第三金屬陶瓷層除去N以外其他元素按原子百分比計，包括75％～90％的鈦(Ti)、10％～20％的硅(Si)及0～5％的鎢(W)。

7.根據權利要求1所述的機械部件，其中所述機械部件為刀具。

8.一種制備具有復合涂層的機械部件的方法，包括如下步驟：

提供基體；

采用PVD工藝于所述基體至少一部分的表面上沉積結合層，其中所述結合層的材質包含TiN、CrN中的任一種；

采用PVD工藝于所述表面結合層的表面上依序沉積第一金屬陶瓷層、第二金屬陶瓷層及第三金屬陶瓷層，其中所述第一金屬陶瓷層的材質為AlTiWN，所述第二金屬陶瓷層的材質為AlTiSiWN，以及所述第三金屬陶瓷層的材質為TiSiWN：以及

在沉積層表面上重復沉積所述第一金屬陶瓷層、所述第二金屬陶瓷層及所述第三金屬陶瓷層的步驟以形成交替層。

9.根據權利要求8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行預處理，所述預處理包括：經化學藥品去除表面油污、清水漂洗和高溫空氣干燥中的一種或多種。

10.根據權利要求8所述的方法，其中采用采用PVD工藝于所述基體至少一部分的表面上沉積結合層的步驟包括：

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

調整所述負偏壓至600V～1000V，打開所述結合層的靶材的靶，其中所述結合層的靶材包括鈦(Ti)、鉻(Cr)或其混合物，其中所述結合層的靶材的弧源電流為80A～100A；以及

降低所述負偏壓至20V～200V，通入氮氣并沉積所述結合層在所述基體的表面上。

11.根據權利要求8所述的方法，其中采用PVD工藝于所述表面結合層的表面上依序沉積第一金屬陶瓷層、第二金屬陶瓷層及第三金屬陶瓷層的步驟包括：

在負偏壓為20V～200V的條件下，通入氮氣并打開包含AlTiW靶材的靶，其中所述AlTiW靶材的弧源電流為80A～300A以沉積所述第一金屬陶瓷層；

隨后打開包含所述AlTiW靶材及TiSiW靶材的靶，其中所述AlTiW靶材及所述TiSiW靶材的弧源電流為80A～300A以沉積所述第二金屬陶瓷層；以及

隨后關閉包含所述AlTiW靶材的靶且打開包含所述TiSiW靶材的靶，其中所述TiSiW靶材的弧源電流為80A～300A以沉積所述第三金屬陶瓷層。