[发明专利]一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层、制备方法有效
| 申请号： | 201711483447.9 | 申请日： | 2017-12-29 |
| 公开（公告）号： | CN108118301B | 公开（公告）日： | 2020-01-21 |
| 发明（设计）人： | 张世宏;高营;蔡飞;张林;方炜;王启民 | 申请（专利权）人： | 安徽多晶涂层科技有限公司 |
| 主分类号： | C23C14/34 | 分类号： | C23C14/34;C23C14/06;C23C14/02 |
| 代理公司： | 34153 合肥昊晟德专利代理事务所(普通合伙) | 代理人： | 王林 |
| 地址： | 243000 安徽省马鞍山市*** | 国省代码： | 安徽;34 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 中间层 含量梯度 打底层 工作层 切削 制备 抗高温氧化性能 粗大柱状晶 高速钢基体 抗机械磨损 晶粒 刀具材料 高速加工 市场潜力 涂层刀具 组织结构 等轴晶 柱状晶 基材 刀具 试验 | ||
1.一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层，其特征在于，所述涂层由表面到基材依次为AlCrSiN工作层、中间层、AlCrN打底层；由AlCrN打底层到AlCrSiN工作层，中间层的Si含量依次从1wt％增加到5wt％，组织结构依次为粗大柱状晶、细小柱状晶、细小等轴晶，晶粒尺寸由60nm降低至20nm；
所述AlCrSiN涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)将真空炉抽至本底真空1×10-4～2×10-4Pa，升温至480℃；
(2)通入Ar气，控制炉内真空度4.0Pa，降低基体负偏压至-180V，开启Ti靶，控制靶材电流为80A，在偏压梯度-180V条件下完成高能离子轰击对基材表面的刻蚀清洗，清洗时间45min；
(3)关闭Ti靶，通入N2气，控制基材负偏压至-60V，调节炉腔内真空度至3.5Pa，N2气以维持真空度为3.5的恒压的方式输入，使用两组AlCr靶材，调节两组AlCr靶材的电流至120A，时间为77min；
(4)两组AlCr靶材继续以设定参数工作，调节AlCrSi靶材的靶电流至120A，在基材负偏压仍为-60V的条件下，时间为58min；
(5)关闭一组AlCr靶材，其余的AlCr靶材与AlCrSi靶材继续以设定的参数工作，时间为88min；
(6)关闭AlCr靶材，AlCrSi靶材继续以设定参数工作，时间120min。
2.根据权利要求1所述的一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层，其特征在于，所述AlCrSiN涂层在常温下摩擦系数为0.36～0.40。
3.根据权利要求1所述的一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层，其特征在于，所述AlCrSiN涂层的显微硬度大于3800HK。
4.根据权利要求1所述的一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层，其特征在于，所述Ar气的纯度为99.99％。
5.根据权利要求1所述的一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层，其特征在于，所述N2气纯度为99.99％。
6.根据权利要求1所述的一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层，其特征在于，所述AlCr靶的Al与Cr原子数量比为70：30。
7.根据权利要求1所述的一种具有Si含量梯度变化的中间层的AlCrSiN涂层，其特征在于，所述AlCrSi靶的Al：Cr：Si原子数量比为60：30：10。
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