[發明專利]一種在合金刀具上制作超硬高熵合金氮化物涂層的方法

在審

• 申請號: 202010418122.8
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111560582A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 夏原;許億;李光
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: C23C14/02
• 分類號: C23C14/02;C23C14/35;C23C14/06
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種在合金刀具上制作超硬高熵合金氮化物涂層的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟100，對待涂層的合金刀具分別進行除油、除銹以及清洗處理，隨后烘干；

步驟200，將清洗后的合金刀具放置于真空室內，對真空室進行抽真空操作，然后對合金刀具進行輝光清洗；

步驟300，輝光清洗結束后，調整氬氣流量，使得真空室氣壓為0.3Pa～1Pa，開啟HiPIMS電源并調整參數為：電壓值-450V～-1000V，脈沖頻率為50hz～500hz，脈沖寬度為50～500μs；通過外加電源給合金刀具提供的參數為：電壓值-50V～-300V，頻率20Khz～100Khz，占空比50％～90％；然后濺射AlCrTiVZr靶材，沉積時間1min-10min后，在合金刀具表面形成AlCrTiVZr過鍍層；

步驟400，保持既有的濺射條件不變，逐漸通入反應氣體氮氣，流量值為4sccm-40sccm，沉積時間60min-180min，最終在合金刀具的表面形成高熵合金氮化物涂層。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟200中，對所述合金刀具的輝光清洗過程如下：

步驟201，利用機械泵和分子泵對真空室進行抽真空，使真空室內的氣壓小于或等于5×10^-3Pa；

步驟202，然后向真空室內通入氬氣，調整通入氣體流量，使得真空室氣壓保持在1～3Pa；

步驟203，通過外加電源為所述合金刀具提供-400～-1200V的負偏壓、頻率為20Khz～100Khz、占空比為50％～90％，然后開始清洗，清洗10～20min后完成輝光清洗。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，

所述步驟202中，真空室內優選保持氣壓為1.2Pa。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，

所述步驟203中，通過外加電源為所述合金刀具提供的參數優選為：負偏壓-800V、頻率40Khz、占空比90％。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟300中，HiPIMS電源的調整參數優選為：電壓為-550V～-650V，頻率為100hz～250hz，脈沖寬度為100μs～250μs。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟300中，通過外加電源給合金刀具提供的優選參數為：電壓為-50V～-200V，頻率為20Khz～60Khz，占空比為70％～90％。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟400中，氮氣的流量值優選為8sccm～20sccm。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述步驟400中，優選沉積時間為60min。

9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

完成涂層后的所述合金刀具的涂層硬度為32～42GPa。

10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

完成涂層后的所述合金刀具的涂層表面粗糙度為0.6～1.5nm。