[发明专利]一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层，其特征在于，包括纳米过渡层、立方结构的TiN层和六方结构的AlSiN层，所述立方结构的TiN层和六方结构的AlSiN层交替沉积在纳米过渡层上，所述纳米过渡层是Ti/TiN的复合物层，所述六方结构的AlSiN层的界面上设有立方结构的AlSiN层。

2.根据权利要求1所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层，其特征在于：所述立方结构的TiN层和六方结构的AlSiN层的调制周期为7～9nm。

3.根据权利要求1所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层，其特征在于：所述纳米复合涂层的总厚度为4～6μm，纳米过渡层的厚度为1～2μm。

4.根据权利要求1所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层，其特征在于：所述纳米复合涂层中含有晶化的Si₃N₄相。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在真空室的两侧分别设置第一中频电弧源和第二中频电弧源，N₂和Ar气体接入真空室中；

(2)将抛光、清洗后的工件夹持在夹具上，夹具设置在转台上，转台位于真空室中；

(3)往真空室内通入Ar气，加负偏压对工件表面进行Ar离子轰击清洗去除工件表面残余物后，降低负偏压；

(4)启动第一中频电弧源，沉积生成Ti层，然后通入N₂气体，沉积生成TiN层；

(5)启动第二中频电弧源，首先沉积AlSiN层，然后旋转试样，使得试样间隙的暴露在两个中频电弧源之间，交替沉积生成立方结构的TiN层和六方结构的AlSiN层，真空室冷却到室温即可。

6.根据权利要求5所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，还包括步骤(6)对沉积后的纳米复合涂层进行退火，退火温度为700～1200℃。

7.根据权利要求5所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，第一中频电弧源的靶材由Ti单质制成，纯度为99.9％；第二中频电弧源的靶材由AlSi粉末冶金制成，Al和Si的原子百分比为88∶12，AlSi靶材的纯度为99.9％。

8.根据权利要求5所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，真空室的真空度为7×10^-3Pa，加热温度为300～500℃，工件转速为3～5转/min。

9.根据权利要求5所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，Ti层的沉积时间为10～20min，TiN层的沉积时间为40～60min。

10.根据权利要求5所述的一种多弧离子镀超晶格纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，所述立方结构的TiN层和六方结构的AlSiN层的沉积时间为40～90min。