[发明专利]一种复合涂层刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种复合涂层刀具，其特征在于：所述复合涂层刀具的制备方法包括以下步骤：

将刀具基体依次进行碱洗、脱钴、种晶籽，然后在刀具基体上沉积金刚石层，得到金刚石涂层刀具；对金刚石涂层刀具的金刚石层依次进行喷砂处理、辉光放电清洗和离子刻蚀；然后在金刚石涂层刀具上沉积钛金属，在远离金刚石涂层刀具的方向上依次形成碳化钛层、钛金属层；最后沉积氮化物形成氮化物层，即得；

所述刀具基体为硬质合金；

所述种晶籽的方法包括以下步骤：将脱钴后的刀具基体放入纳米金刚石悬浮液中进行超声处理，纳米金刚石的粒径为20～60nm；

在金刚石涂层刀具上沉积钛金属采用脉冲磁控溅射法，所述脉冲磁控溅射法是在氩气气氛中，控制温度为500～550℃、偏压电源电压为70～100V、靶材电源脉冲频率为500～1000Hz、靶材电源功率为2000～3000kW，溅射25～35min，靶材为Ti靶材；

沉积氮化物采用脉冲磁控溅射法，所述脉冲磁控溅射法是在氮气和氩气的混合气氛中，控制温度为500～550℃、偏压电源电压为70～100V、靶材电源脉冲频率为500～1000Hz、靶材电源功率为8000～10000kW，溅射2.5～7h。

2.根据权利要求1所述的复合涂层刀具，其特征在于：所述钛金属层的厚度为0.01～0.2μm，碳化钛层的厚度为0.01～0.1μm。

3.根据权利要求1所述的复合涂层刀具，其特征在于：所述氮化物层由氮化物构成；所述氮化物由Ti、Si、Al、Cr、Zr中的至少一种元素与N元素组成。

4.根据权利要求3所述的复合涂层刀具，其特征在于：所述氮化物由Ti、Si、Al和N元素组成；所述氮化物中Ti、Si和Al的原子摩尔比为1～3:0.05～0.3:2～3。

5.根据权利要求1所述的复合涂层刀具，其特征在于：所述氮化物层的厚度为2～6μm；所述金刚石层的厚度为3～15μm。

6.一种如权利要求1所述的复合涂层刀具的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在金刚石涂层刀具上沉积氮化物形成氮化物层，即得；所述金刚石涂层刀具包括刀具基体和涂覆在刀具基体上的金刚石层；

所述金刚石涂层刀具的制备方法，包括以下步骤：将刀具基体依次进行碱洗、脱钴、种晶籽，然后在刀具基体上沉积金刚石层，即得；所述刀具基体为硬质合金；

在金刚石涂层刀具上沉积氮化物前，先在金刚石涂层刀具上沉积钛金属，在远离金刚石涂层刀具的方向上依次形成碳化钛层、钛金属层；

在金刚石涂层刀具上沉积钛金属前，先对金刚石涂层刀具的金刚石层依次进行喷砂处理、辉光放电清洗和离子刻蚀；

所述种晶籽的方法包括以下步骤：将脱钴后的刀具基体放入纳米金刚石悬浮液中进行超声处理，纳米金刚石的粒径为20～60nm；

在金刚石涂层刀具上沉积钛金属采用脉冲磁控溅射法，所述脉冲磁控溅射法是在氩气气氛中，控制温度为500～550℃、偏压电源电压为70～100V、靶材电源脉冲频率为500～1000Hz、靶材电源功率为2000～3000kW，溅射25～35min，靶材为Ti靶材；

沉积氮化物采用脉冲磁控溅射法，所述脉冲磁控溅射法是在氮气和氩气的混合气氛中，控制温度为500～550℃、偏压电源电压为70～100V、靶材电源脉冲频率为500～1000Hz、靶材电源功率为8000～10000kW，溅射2.5～7h。