[发明专利]一种高温耐磨涂层、凹模及其制备方法

权利要求书

1.一种凹模，其特征在于，所述的凹模内壁基体(1)表面沉积有高温耐磨涂层(2)；

所述的高温耐磨涂层(2)，包括Cr粘结层(3)、设置在Cr粘结层(3)上的CrN过渡层(4)、设置在CrN过渡层(4)上的AlCrN过渡层(5)和设置在AlCrN过渡层(5)上的AlTiCr(Y)N涂层(6)；

所述的AlTiCr(Y)N涂层(6)中，Al、Ti、Cr和Y的原子比为40：40：(18-19.5)：(0.5-2)。

2.根据权利要求1所述的凹模，其特征在于，所述的Cr粘结层(3)的厚度为0.05-0.125μm，CrN过渡层(4)的厚度为0.2-0.375μm，AlCrN过渡层(5)的厚度为0.5-0.875μm，AlTiCr(Y)N涂层(6)的厚度为1.125-1.875μm。

3.根据权利要求1所述的一种凹模的制备方法，其特征在于，包括：

步骤一：将凹模内壁基体(1)表面进行预处理；

步骤二：对步骤一得到的预处理后的凹模内壁基体表面进行刻蚀活化处理；

步骤三：在步骤二得到的刻蚀活化处理后的凹模内壁基体表面上沉积Cr粘结层(3)；

步骤四：在步骤三得到的Cr粘结层(3)表面沉积CrN过渡层(4)；

步骤五：在步骤四得到的CrN过渡层(4)表面上沉积AlCrN过渡层(5)；

步骤六：在步骤五得到的AlCrN过渡层(5)表面沉积AlTiCr(Y)N涂层(6)，得到内壁沉积有耐高温耐磨涂层的凹模。

4.根据权利要求3所述的一种凹模的制备方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：开启真空室内加热，凹模温度达到430～450℃，背底真空抽至小于5.0×10^-3Pa后，继续保温30～90min，然后向镀膜室内通入氩气，控制压强在0.8～1.1Pa，工件上施加-150～-250V脉冲偏压；打开离子源，调整电流2.5～4A，利用氩等离子体对凹模基体表面进行轰击清洗30～75min，洁净并活化镀膜表面，然后调整压强在0.25～0.5Pa，开启Cr弧靶，靶电流60～75A，工件施加-850～-950V脉冲偏压，利用Cr离子对凹模进行刻蚀活化6～10min。

5.根据权利要求3所述的一种凹模的制备方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：镀膜室通入氩气，调整气压为0.7～1.0Pa，凹模工件上施加-200～-100V脉冲偏压，Cr靶弧流保持60～75A，在凹模工件上沉积Cr粘结层，沉积时间为2～5min。

6.根据权利要求3所述的一种凹模的制备方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：关闭氩气通入氮气，气压为0.7～1.0Pa，凹模工件上施加-200～-100V脉冲偏压，Cr靶弧流为80～90A，在Cr粘结层上沉积CrN过渡层，沉积时间为8～15min。

7.根据权利要求3所述的一种凹模的制备方法，其特征在于，所述的步骤五具体为：保持氮气通入，控制气压在2.0～3.0Pa，脉冲偏压调整至-100～-50V，打开AlCr合金靶，弧流60～90A之间调整，并逐步减小Cr靶电流直至关闭，在CrN过渡层上沉积AlCrN过渡层，沉积时间为20～35min。

8.根据权利要求3所述的一种凹模的制备方法，其特征在于，所述的步骤六具体为：保持氮气通压在2.0～3.0Pa，脉冲偏压调整至-100～-50V，打开两组AlTiCrY合金靶，弧电流在80～95之间调整，通过调整不同原子比的合金靶，在AlCrN过渡层上沉积AlTiCr(Y)N，沉积时间为45～75min。

9.根据权利要求8所述的一种凹模的制备方法，其特征在于，所述的AlTiCrY合金靶中，Al、Ti、Cr和Y的原子比为40：40：(18-19.5)：(0.5-2)。