[發明專利]一種多元納米疊層涂層刀具及其制備方法

有效

• 申請號: 201910392811.3
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110129741B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 邢佑強;劉磊;吳澤;賈源;黃鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張秀

1.一種多元納米疊層涂層刀具，刀具基體材料為高速鋼、硬質合金或陶瓷，其特征在于：刀具基體材料表面具有TiBCrC+AlVCN交替分布的多元納米疊層涂層，該疊層涂層至少含有兩層TiBCrC和兩層AlVCN單個層，且TiBCrC與AlVCN單個層的厚度小于等于50nm；所述TiBCrC涂層中Ti元素原子百分比在30-40％，B元素原子百分比在5-20％，Cr元素原子百分比在10-40％，C元素原子百分比在20-40％，所述Ti、B、Cr、C元素原子百分比之和為100％；AlVCN涂層中Al元素原子百分比在30-40％，V元素原子百分比在5-15％，C元素原子百分比在20-40％，N元素原子百分比在20-40％，所述Al、V、C、N元素原子百分比之和為100％。

2.如權利要求1所述的多元納米疊層涂層刀具的制備方法，其特征在于：采用多弧離子鍍+中頻磁控濺射共沉積的方法在刀具表面制備TiBCrC與AlVCN交替分布的多元納米疊層涂層，包括以下步驟：

(1)前處理：將刀具基體材料研磨拋光，依次放入酒精和丙酮中超聲清洗各20-30min，去除表面油漬污染物，采用真空干燥箱充分干燥后迅速放入鍍膜機真空室，真空室本底真空為7.0×10^-3-8.0×10^-3Pa，加熱至200-300℃，保溫時間30-40min；

(2)離子清洗：通入Ar氣，其壓力為0.5-2.0Pa，開啟偏壓電源，電壓700-1200V，占空比0.3，輝光放電清洗20-30min；偏壓降低至300-800V，開啟離子源離子清洗20-30min，開啟電弧源Ti靶，偏壓400-600V，靶電流40-80A，離子轟擊Ti靶0.5-1min；

(3)沉積TiBCrC層：調整工作氣壓為0.5-2.0Pa，偏壓100-200V，調整Ti靶電流60-120A；開啟BCrC復合靶電弧電源，靶電流調至60-80A，沉積TiBCrC涂層5-10min；

(4)沉積AlVCN層：關閉Ti靶和BCrC復合靶，開啟N₂，調整N₂流量為100-300sccm，調整工作氣壓為0.5-1.0Pa，偏壓100-150V，開啟AlVC復合靶電弧電源，靶電流調至60-80A，沉積AlVCN涂層5-10min；

(5)沉積TiBCrC+AlVCN交替疊層涂層：重復以上步驟(3)和(4)，交替沉積TiBCrC+AlVCN疊層涂層；

(6)后處理：關閉所有靶材，關閉偏壓電源及氣體源，保溫30-60min，涂層結束。

3.根據權利要求2所述的一種多元納米疊層涂層刀具的制備方法，其特征在于：步驟(5)中，TiBCrC+AlVCN交替疊層涂層總層數為4-100層一種。