[发明专利]一种物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层

权利要求书

1.一种物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层，其特征在于，所述复合涂层由里向外依次包括底层、缓冲层、加强层、耐磨层，其中底层为Ti金属层，缓冲层为TiN层，加强层为若干TiCN单层与TiSiN单层交替设置形成的复合层，耐磨层为TiCSiN层；

所述缓冲层由里向外依次包括第一TiN层、第二TiN层，其中第一TiN层贴靠Ti金属层，第二TiN层贴靠加强层，第二TiN层、TiCN单层以及TiSiN单层中Ti的质量分数相同且小于第一TiN层中Ti的质量分数，第一TiN层比第二TiN层厚100～200nm；

所述复合涂层的厚度为4～6μm，其中底层的厚度为80～180nm，加强层的厚度为1.5～2.4μm，耐磨层的厚度为1.42～2.42μm，余下为缓冲层的厚度，加强层中TiCN单层与TiSiN单层的厚度相同，且相邻TiCN单层与TiSiN单层的总厚度为120～150nm。

2.根据权利要求1所述的物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层，其特征在于，以耐磨层的质量为100％计，耐磨层中各组份的质量分数分别为：Ti 48％～56％，C 30％～35％，Si8％～12％，N 5％～10％。

3.如权利要求1至2任一所述的物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层的制备方法，包括以下步骤：

(1)清洗除油：将圆锯片基体置于质量浓度为5％～10％的非离子表面活性剂溶液中浸泡清洗后再置于丙酮中超声清洗，通风干燥后置于280～360℃煅烧1～3小时自然冷却至室温；

(2)底层制备：将冷却后的圆锯片基体置于真空炉中，先抽真空至3×10^-1Pa～5×10^-1Pa，然后抽真空至1.2×10^-2Pa，加热炉体至500℃，向炉体内通入氩气使压力升至2Pa，开启Ti靶，电流2～3A，偏压-75～-95V，在圆锯片基体表面沉积Ti金属层8～14分钟；

(3)缓冲层制备：向真空炉中通入氮气使压力升至3.2Pa，在Ti靶电流为电流2～3A、偏压为-75～-95V下在Ti金属层表面沉积第一TiN层5～7分钟，然后通入氮气使压力升至4Pa，在第一TiN层上沉积第二TiN层，沉积时间3.2～4.6分钟，从而制备成缓冲层；

(4)加强层制备：分别开启TiC合金靶、TiSi合金靶，通电电流为3～5A，偏压-84～-112V，圆锯片基体转向TiC合金靶时沉积TiCN单层，圆锯片基体转向TiSi合金靶时沉积TiSiN单层，从而使TiCN单层与TiSiN单层交替沉积形成加强层，沉积时间为12～16分钟；

(5)耐磨层制备：开启TiCSi合金靶，通电电流为6～7A，偏压-116～-122V，在圆锯片基体上沉积TiCSiN层，沉积时间为10～14分钟；

(6)将步骤(5)处理后的圆锯片置于上述非离子表面活性剂溶液中浸泡清洗并通风干燥。

4.根据权利要求3所述的物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层的制备方法，其特征在于，所述圆锯片基体的材质为高速钢。

5.根据权利要求3所述的物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述非离子型表面活性剂为聚氧乙烯酰胺、壬基酚聚氧乙烯醚或失水山梨醇中的一种。

6.根据权利要求3所述的物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层的制备方法，其特征在于，耐磨层中晶粒尺寸为1.2～2.8nm。