[发明专利]涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法，特别涉及一种PVD涂层、具有该PVD涂层的被覆件及该被覆件的制备方法。

背景技术

真空镀膜工艺在工业领域有着广泛的应用，其中，TiN薄膜镀覆在刀具或模具表面能大幅提高刀具和模具的使用寿命。然而，随着金属切削加工朝高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性方面发展，对表面涂层的性能提出了更高的要求。传统的TiN涂层在硬度、韧性等方面已经不能满足要求。

ZrCN薄膜由于其硬度与韧性均优于TiN薄膜而受到人们的广泛关注。但单一的ZrCN薄膜在硬度、韧性及耐磨性等方面几乎已经没有提高的空间，很难满足现代工业的需求。

中国专利CN100480043C中提到在金属、硬质合金或陶瓷的基体上沉积ZrCN/Al₂(O_1-xN_X)₃纳米复合涂层，这种纳米复合涂层的硬度超过30GPa，但其耐磨性并没有提高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种具有良好硬度、韧性及耐磨性的涂层。

另外，还有必要提供一种应用上述涂层的被覆件。

另外，还有必要提供一种上述被覆件的制备方法。

一种涂层，包括一纳米复合层，该纳米复合层包括若干ZrCuCN层和若干ZrCN层，所述若干ZrCuCN层和若干ZrCN层交替排布。

一种被覆件，包括一基体、形成于该基体的一结合层及形成于该结合层上的一涂层。该涂层包括一纳米复合层，该纳米复合层包括若干ZrCuCN层和若干ZrCN层，所述若干ZrCuCN层和若干ZrCN层交替排布。

一种被覆件的制备方法，包括以下步骤：

提供一基体；

于该基体的表面磁控溅射一结合层，该结合层为一ZrCu层；

于该结合层的表面磁控溅射一纳米复合层，该纳米复合层包括若干ZrCuCN层和若干ZrCN层，所述若干ZrCuCN层和若干ZrCN层交替排布。

相较于现有技术，本发明在形成ZrCuCN沉积层时，N原子优先与Zr原子形成ZrCN晶粒，Cu原子则以独立形式偏聚在晶界上形成Cu相，其可抑制ZrCN晶粒的长大，因而使得沉积层中的ZrCN晶粒的粒径维持在纳米级，该纳米级的ZrCN晶粒可有效提高所述涂层的硬度和韧性。更重要的是，由于纳米级氮化物ZrCuCN与ZrCN之间剪切模量的差异，交替沉积的每一ZrCuCN层与每一ZrCN层之间的位错运动在二膜层的界面处而停止，位错的塞积可产生硬化现象及抑制膜层的变形，从而使得所述纳米复合层的硬度及韧性进一步得到显著的提高。所述的被覆件在基体与沉积层之间设置一ZrCu结合层，可有效提高涂层与基体之间的结合力。所述涂层的硬度、韧性的提高及涂层与基体之间结合力的增强，可显著地提高所述涂层的耐磨性。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的涂层的剖视图；

图2为本发明一较佳实施例的被覆件的剖视图；

图3为本发明一较佳实施例的被覆件的制备方法的流程图。

主要元件符号说明

基体          10

结合层        20

涂层          30

纳米复合层    31

ZrCuCN层      311

ZrCN层        313

颜色层        33

被覆件        40

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的涂层30包括一纳米复合层31。该纳米复合层31包括若干碳氮化锆铜(ZrCuCN)层311和若干碳氮化锆(ZrCN)层313，所述若干ZrCuCN层311和若干ZrCN层313交替排布。

所述若干ZrCuCN层311及若干ZrCN层313可通过磁控溅射的方法制成。该若干ZrCuCN层311及若干ZrCN层313的层数分别为50～60层。

每一ZrCuCN层311的厚度为10～20nm，每一ZrCN层313的厚度为10～20nm。所述纳米复合层31的总厚度为1～4μm。

可以理解的，所述涂层30还可包括于该纳米复合层31的表面上镀覆的一颜色层33，以增强该涂层30的美观性。