[發明專利]一種AlCrTiSiN納米復合涂層鍍覆合金鋸片的制備方法

有效

• 申請號: 202211075629.3
• 申請日: 2022-09-05
• 公開（公告）號: CN115354282B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 李永皓;張露馨;王海;關力
• 申請（專利權）人: 沈陽樂貝真空技術有限公司
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/06;C23C14/02;C23C14/50
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 孫杰

本發明涉及合金鋸片的制備領域，具體涉及一種AlCrTiSiN納米復合涂層鍍覆合金鋸片的制備方法，該方法依次包括以下步驟：(1)沉積技術的確認、(2)靶材及靶材數量的確認、(3)合金鋸片的選擇與前處理過程、(4)合金鋸片的放置、(5)鍍膜工藝的確定，通過該方法制備的AlCrTiSiN納米復合涂層綜合性能良好、硬度高、高溫穩定性強、能有效防止涂層脫落的問題，延長涂層工件的使用壽命。

技術領域

本發明涉及合金鋸片的制備領域，具體涉及一種AlCrTiSiN納米復合涂層鍍覆合金鋸片的制備方法。

背景技術

隨著科技和加工產業的發展，對材料表面性能提出了更高的要求，材料表面性能應用價值極高，材料表面順應需求發展成一門學科，成為解決材料表面性能的技術支撐學科。涂層防護技術在優化表面性能中應用的越來越廣泛，沉積涂層技術也得到了快速的發展，并一時間成為冶金、航空、汽車配件等領域的研究熱點。涂層技術大力發展，對刀具產業的升級也是史無前例的，現代工業應用對刀具性能提出了更高的要求，單層涂層已經不能滿足一些高速上切削或者干切削，刀具對涂層提出的高硬度、高韌性、耐磨損、抗高溫氧化和裂紋擴展等性能的要求。為了制備出高性能的涂層，納米多層涂層技術被提出用以制備超高硬度兼具強韌性的涂層。

CrN是一種成熟的二元涂層，因其具有良好的膜基結合力、抗氧化性能和耐磨性而得到了廣泛的應用；Al元素在高溫服役環境中易形成致密的Al₂O₃隔熱保護層，防止涂層進一步發生高溫氧化，Cr元素形成Cr₂O₃層可以起到潤滑減少摩擦的作用，故CrAlN涂層克服了CrN涂層抗高溫氧化性能差的缺點；TiSiN涂層a-Si₃N₄包裹細晶TiN的納米復合涂層，其在900℃環境溫度下涂層結構不發生變化，能維持良好的力學性能。近年來經過試驗表明，二元CrN涂層三元CrAlN、TiSiN涂層在高速切削下被加工表面仍有加工質量差的現象出現。

發明內容

基于以上問題，本發明提供一種AlCrTiSiN納米復合涂層鍍覆合金鋸片的制備方法。

本發明的技術方案如下：

一種AlCrTiSiN納米復合涂層鍍覆合金鋸片的制備方法，依次包括以下步驟：

(1)沉積技術的確認：

采用多弧離子鍍技術來鍍覆AlCrTiSiN納米復合涂層合金鋸片；

(2)靶材及靶材數量的確認：

采用4個AlCr合金靶和4個TiSi合金靶作為陰極弧源靶，AlCr合金靶和TiSi合金靶交替置于不同高度和不同位置的鍍膜室壁弧源位置，靶材純度均達到99.95％，鍍膜過程中保證根據工藝啟動合金靶；

(3)合金鋸片的選擇與前處理過程：

選擇合金鋸片作為鍍膜基體，放在鍍膜室進行鍍膜操作前，使用金屬清洗劑對合金鋸片進行超聲波去油、去污處理，然后90℃烘干以備沉積；

(4)合金鋸片的放置：

采用公轉加自轉的旋轉方式，合金鋸片含蓋板間距為29-40mm，合金鋸片所在掛具桿上下空余不超過150mm；

(5)鍍膜工藝的確定：

基體離子清洗步驟：設定溫度300℃-450℃，鍍膜室本底真空達到(1-5)×10^-3Pa時，將鍍膜室充入氬氣，使其壓強達到(2-4)×10^-1Pa，啟用兩個離子刻蝕靶，進行離子清潔，靶電流設置為130-150A，轉架負偏壓為40-150V脈沖頻率10-70KHz、脈沖占空比40％-95％進行離子清潔，時間為110min；