[发明专利]一种高温抗氧化AlTiYN涂层及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高温抗氧化AlTiYN涂层，其特征在于包含CrN过渡层和AlTiYN功能层；

所述的AlTiYN功能层包含Al元素、Ti元素、Y元素和N元素，其中，各元素的原子百分比含量为：Al 20～35at.％，Ti 10～30at.％，Y 0.5～4at.％，N 30～58at.％。

2.根据权利要求1所述的高温抗氧化AlTiYN涂层，其特征在于：

所述的CrN过渡层包含Cr元素和N元素，其中，各元素的原子百分比含量为：Cr 55～75at.％，N 25～45at.％。

3.根据权利要求1或2所述的高温抗氧化AlTiYN涂层，其特征在于：

所述的高温抗氧化AlTiYN涂层还包含金属Cr活化层。

4.权利要求1～3任一项所述的高温抗氧化AlTiYN涂层的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

(1)金属基体清洗：将金属基体抛光处理，然后清洗，再用氮气吹干后装入真空室内；

(2)Ar和金属离子轰击：打开加热器升温至300～500℃，将真空室抽真空至真空度1.0×10-3～8.0×10-3Pa以下；然后通入100～300sccm的Ar气，设置工件支架偏压为-1000～-700V，对金属基体表面进行溅射清洗，轰击时间为10～20min；再将偏压降至-800～-600V，点燃Cr靶，靶材电流为60～150A，用高能Cr离子轰击金属基体3～15min，得到金属Cr活化层；

(3)沉积CrN过渡层：将偏压调至-200～-100V，通入800～1000sccm的N2气，调节气压至0.5～3.0Pa，沉积5～30min，得到CrN过渡层；

(4)沉积AlTiYN功能层：通入800～1000sccm的N2气，调节气压至1.0～3.0Pa；点燃AlTiY靶，靶材电流为60～120A，偏压升至-120～-60V，沉积1～4h形成AlTiYN功能层，得到高温抗氧化AlTiYN涂层。

5.根据权利要求4所述的高温抗氧化AlTiYN涂层的制备方法，其特征在于：

步骤(1)中所述的清洗为分别用丙酮、酒精超声清洗10～20min。

6.根据权利要求4所述的高温抗氧化AlTiYN涂层的制备方法，其特征在于：

步骤(3)中所述的CrN过渡层的厚度为0.05～1.0μm。

7.根据权利要求4所述的高温抗氧化AlTiYN涂层的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述的AlTiYN功能层的厚度为1.0～5μm。

8.根据权利要求4所述的高温抗氧化AlTiYN涂层的制备方法，其特征在于：

步骤(4)中所述AlTiY靶的各元素原子百分比为Ti 30～42at.％，Al55～70at.％，Y 1～6at.％。

9.权利要求1～3任一项所述的高温抗氧化AlTiYN涂层在机械零部件、刀模具加工领域中的应用。