[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

说明书

本发明属于刀具技术领域，具体公开了一种物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层以及制备方法，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，加强层为多个TiCN单层与TiSiN单层交替设置形成的复合层，耐磨层为TiCSiN层，缓冲层包括第一TiN层、第二TiN层，耐磨层中各组份质量分数分别为：Ti48%～56%，C30%～35%，Si8%～12%，N5%～10%。本发明的复合涂层硬度高，摩擦系数低，耐高温性能好，能满足较大的切削速度，而且内部的应力小，强度高，粘结强度高，使用TiC合金靶、TiSi合金靶、TiCSi合金靶作为靶材的制备成本更低。

技术领域

本发明属于刀具技术领域，具体涉及一种物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层。

背景技术

圆锯片是用于石材、木材、金属、塑料等材料坯料加工的切割刀具，圆锯片的耐磨性能、硬度以及耐高温、耐腐蚀性能对切削部件的表面光洁度、精度及加工效率具有重要的影响。高速钢圆锯片一种含多量碳、钨、钼、钒等元素的锯片，在热处理后具有较高的热硬性、耐磨性能和耐高温能力，当切削温度达600℃，切削速度达60 m/min以上时硬度仍无明显下降。但随着汽摩制造、重工机械及精密仪表等制造业对金属材料的强度、韧性等的要求越来越高，切削加工的难度也越来越大，对切割刀具的耐磨、硬度、耐温性能提出了更高的要求。

现有技术中为提高刀具的硬度、耐磨性能，以保证适宜的切削速度和工件表面的切削光洁度、加工精度，会在刀具表面设置硬质涂层例如TiN层、AlTiN层、Al₂O₃层等，具有较高的硬度和耐磨性能。目前这种硬质涂层向复合涂层、纳米复合涂层方向发展。但是这些硬质涂层中大多为金属氮化物，来源则为金属合金，例如TiAl合金、TiCr合金、TiAlZr合金，增加了制备成本。中国专利CN200910193492X，专利名称TiN/（TiN+CrN）/Ti（CN）纳米复合涂层及其制备方法，公开了由过渡层TiN膜、（TiN+CrN）纳米复合涂层和CrAlN纳米复合涂层组成的的复合多层涂层，具有高硬度和高温性能。但是该复合多层涂层的摩擦系数高、耐磨性能一般，而且高温性能不能满足更为苛刻的高温要求，而且制备成本高。

发明内容

针对现有的切削刀具上的涂层无法满足切削加工技术对切割刀具的耐磨、耐高温性能的要求越来越高的问题，本发明的目的在于提供一种物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层，以及制备该复合涂层的方法。与现有的硬质涂层相比，本发明的复合涂层的摩擦系数低，耐磨性好，允许圆锯片具有较大的切削速度，而且硬度好、耐高温，多层复合层与圆锯片的粘结强度大，复合涂层内部的应力小，强度大。

本发明提供如下的技术方案：

一种物理气相沉积法在圆锯片上制备的复合涂层，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。