[发明专利]TiSiN-WS2/Zr-WS2涂层刀具及其制备工艺

权利要求书

1.TiSiN-WS₂/Zr-WS₂涂层刀具，刀具基体材料为硬质合金，涂层为多层结构，其特征在于：由基体到刀具表面涂层依次为：Ti+TiN过渡层、TiSiN层、TiN+Ti+Ti/Zr+Zr过渡层、WS₂/Zr层、WS₂层。

2.TiSiN-WS₂/Zr-WS₂涂层刀具的制备工艺，采用多弧离子镀+中频磁控溅射的方法制备，其特征在于该工艺步骤为：

(1)前处理：将刀具基体材料抛光至镜面，去除表面污染层，依次放入酒精和丙酮中，每次超声清洗15min，去除表面油污，充分干燥后放入镀膜机真空室，真空室本底真空7.0×10^-3Pa，加热至200℃，保温30～60min；

(2)离子清洗：通入Ar气，气压为1.5Pa，开启脉冲偏压电源，电压为800～900V，占空比0.2，辉光清洗15min，偏压降至200～300V，气压降至0.5Pa，开启离子源，开启电弧源Ti靶，电流调至65A，离子清洗2～3min；

(3)沉积过渡层Ti+TiN：偏压降至150V，电弧镀Ti5～7min，开启N₂，调整N₂流量为100-180sccm，镀制TiN5min；

(4)沉积TiSiN：调整工作气压为0.5～0.7Pa，偏压80V，开启中频Si靶电流3.5～4A，电弧镀+中频磁控溅射共沉积TiSiN 120～140min；

(5)沉积过渡层TiN+Ti+Ti/Zr+Zr：关闭Si靶，沉积TiN5min，关闭N₂，沉积Ti5～7min，开启Zr靶，电流调至65A，镀Ti/Zr5～7min，关闭Ti靶，镀Zr5～7min；

(6)沉积WS₂/Zr层：开启WS₂中频靶，靶电流为0.5A，每隔5min升高靶电流0.1A，共沉积WS₂/Zr层100～120min；

(7)沉积WS₂层：关闭Zr靶，偏压调至100V，每隔20min调整偏压依次为100V、75V、50V、75V、100V，沉积WS₂100min；

(8)后处理：关闭WS₂靶，关闭离子源及气体源，关闭脉冲偏压，沉积涂层结束。

3.根据权利要求1所述的TiSiN-WS₂/Zr-WS₂涂层刀具，其特征在于所述WS₂/Zr层中的Zr元素含量由内到外逐渐减少。