[發(fā)明專利]具有復合涂層的機械部件及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910018650.1
• 申請日: 2019-01-09
• 公開（公告）號: CN109763098A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設計）人: 李慶超;沈?qū)W忠;溫振偉;賀林青
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本申請的實施例涉及了一種具有復合涂層的機械部件及其制備方法。具有復合涂層的機械部件包括：基體、結(jié)合層及交替層。所述結(jié)合層形成于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)為包含TiN、CrN中的任一種；所述交替層形成于所述結(jié)合層的表面上，其中所述交替層為包括多層自所述結(jié)合層表面向外依序循環(huán)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(zhì)為AlTiWN，所述第二金屬陶瓷層的材質(zhì)為AlTiSiWN，以及所述第三金屬陶瓷層的材質(zhì)為TiSiWN。本申請通過提供上述具有復合涂層的機械部件，改善了所述復合涂層對所述機械部件的結(jié)合度和高溫穩(wěn)定性，且有效的提升了所述機械部件的硬度及使用壽命，從而優(yōu)化所述機械部件的綜合機械性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請的實施例涉及復合涂層技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及具有復合涂層的機械部件。

背景技術(shù)

涂層技術(shù)被廣泛的應用在機械部件中，通過采用涂層技術(shù)可以有效的提升機械部件的硬度、耐磨性和抗腐蝕性等綜合機械性能。從而大幅度地提高機械加工效率和使用，從而提高機械部件使用壽命。

隨著工業(yè)的發(fā)展，對機械部件的加工性能提出了更要的要求，在干式快速切削過程中，要求機械部件具有優(yōu)異的耐高溫性、耐磨性及抗腐蝕等性能，因此對各式復合涂層的改進與優(yōu)化的需求也應運而生。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的實施例的目的之一在于提供一種具有復合涂層的機械部件及其制備方法，所述復合涂層具有多層堆疊結(jié)構(gòu)，其中采用物理氣相沉積方法(PVD)使得各涂層由不同合金材料的組成，以增強所述復合涂層對機械部件的結(jié)合性及高溫穩(wěn)定性，從而使所述機械部件獲得在高強度高應力條件下的切削性能要求。

本申請的一些實施例提供了一種具有復合涂層的機械部件，其包括基體、結(jié)合層以及交替層。所述結(jié)合層形成于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；所述交替層形成于所述結(jié)合層的表面上，其中所述交替層為包括多層自所述結(jié)合層表面向外依序循環(huán)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(zhì)為AlTiWN，所述第二金屬陶瓷層的材質(zhì)為AlTiSiWN，以及所述第三金屬陶瓷層的材質(zhì)為TiSiWN。

根據(jù)本申請的一些實施例，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。

根據(jù)本申請的一些實施例，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(shù)為80層～120層。

根據(jù)本申請的一些實施例，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)。

根據(jù)本申請的一些實施例，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)。

根據(jù)本申請的一些實施例，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)。

根據(jù)本申請的一些實施例，所述機械部件為刀具。

本申請的一些實施例提供了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工藝于所述基體的至少一部分表面上沉積結(jié)合層，其中所述結(jié)合層的材質(zhì)包含TiN、CrN中的任一種；采用PVD工藝于所述表面結(jié)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(zhì)為AlTiWN，所述第二金屬陶瓷層的材質(zhì)為AlTiSiWN，以及所述第三金屬陶瓷層的材質(zhì)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。