[发明专利]一种Ti-Si-N纳米涂层的制备方法

权利要求书

1.一种金属陶瓷刀具上Ti-Si-N纳米涂层的制备方法，包括：

(1)预处理步骤：对金属陶瓷刀具表面打磨、抛光、除油；

(2)溅射清洗步骤：将经过预处理的金属陶瓷刀具装入反应炉中，抽真空后，通入Ar气，金属陶瓷刀具加上800V～900V的负偏压，在电场作用下，用Ar离子对金属陶瓷刀具进行溅射清洗，时间10～15min；

(3)离子渗氮步骤：通入N₂，调节N₂和Ar气的流量比为3∶1～4∶1，控制反应炉内总压力为0.3～0.5Pa，金属陶瓷刀具负偏压为600～900V，渗氮时间为2～3小时；

(4)制备过渡层步骤：对渗氮处理后的金属陶瓷刀具表面进行弧光清洗，时间为4～5min，然后开启Ti靶，Ti靶电流40～60A，沉积梯度TiN过渡层；

(5)制备表面层步骤：采用多靶溅射制备纳米TiN/α-Si₃N₄涂层，Ti靶电流50～70A，Si靶电流为40～60A，沉积温度为300～500℃，金属陶瓷刀具负偏压为150-250V，调节N₂和Ar气的流量比为4∶1～7∶1，控制反应炉内总压力为0.4～0.7Pa，沉积时间50～100min。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

所述溅射清洗步骤中，真空度＜2×10^-3Pa，通入Ar气压力5～10Pa；

所述离子渗氮步骤中，反应炉内温度为400～600℃。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：

所述制备过渡层步骤中，沉积梯度TiN过渡层过程为：先将N₂和Ar气的流量比控制为2∶1～3∶1，反应炉内总压力控制在0.2～0.3Pa，时间10～15min；再将N₂和Ar气的流量比逐步增加至4∶1～6∶1，反应炉内总压力逐步增加至0.3～0.5Pa，时间10～15min。