[发明专利]耐磨损和抗氧化的TiAlSiN纳米复合超硬涂层制备方法

权利要求书

1.一种耐磨损和抗氧化的纳米复合TiAlSiN超硬涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

1）将基体预处理后放入电弧与磁控溅射复合镀膜设备中的转架杆上，该转架杆随转架台转动，或者自转，以保证镀膜过程的均匀性；

2）以柱弧Ti靶作为Ti源，通过柱弧电源电流控制柱弧Ti靶的溅射率；以平面Si靶、Al靶作为相应元素的来源，平面Si靶和Al靶以对靶的方式安置在炉体内壁上，通过调整中频脉冲电源的功率控制靶的溅射率；采用高纯Ar作为主要离化气体，保证有效的辉光放电过程；采用高纯N₂作为反应气体，使其离化并与Ti、Si、Al元素结合，在基体表面沉积形成TiAlSiN涂层；

3）制备工艺条件：

A）工件等离子体清洗：

工件装入真空炉后，通入10ml/min的Ar到真空室，当真空室气压达到6Pa时，开偏压至-1000V对真空室工件表面进行轰击清洗，持续20min；然后开柱弧Ti靶，柱弧电流60A，利用电弧进一步对工件表面轰击清洗，持续5min；

B）过渡层制备：

工件清洗完成后，调节Ar流量到20ml/min，将真空室气压调至0.3Pa，开启柱弧Ti靶，柱弧电流为60A，调整偏压到-500V，然后通入流量为10ml/min的N₂，在工件表面镀制一层1微米厚的TiN过渡层，持续20min；

C）TiAlSiN涂层制备：

将偏压调整为-100V，按Ar和N₂流量比1:2向真空室通入Ar和N₂混合气体，调整真空室气压为0.3Pa，柱弧Ti靶电流保持60A，打开Si靶、Al靶的控制电源，逐渐将Si靶、Al靶的电源功率分别调至3kW、5kW，在TiN过渡层上进行TiAlSiN涂层制备，镀膜过程中真空室温度为200℃，镀膜时间140min，即可在基体表面上获得TiAlSiN纳米复合超硬涂层。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预处理包括表面除油、抛光后浸入丙酮中超声波清洗和酒精脱水。