[发明专利]一种自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，包括刀具基体和复合在所述刀具基体表面的Ti-Al氮化物多层涂层；

所述Ti-Al氮化物多层涂层包括富Ti层和富Al层，所述富Ti层和富Al层交替沉积在所述刀具基体上；

所述自组装Ti-Al氮化物多层涂层包含以下原子百分比的组分：

Al：20～35％，Ti：10～30％，N：50～60％；

所述富Ti层的单层厚度为2～20nm；

所述富Al层的单层厚度为5～100nm；

所述Ti-Al氮化物多层涂层刀具按照以下步骤制备得到：

A)将刀具置于样品转盘架的边缘的样品盘上，采用Ar气对刀具基体表面进行溅射清洗，然后点燃Cr靶，用Cr离子轰击刀具基体，活化基体表面；

B)通入N₂气，点燃Al-Ti靶，调整样品盘公转和自转的转速，沉积Ti-Al氮化物多层涂层，得到Ti-Al氮化物多层涂层刀具；

所述Al-Ti靶中，Al的原子百分比为30～70％，Ti的原子百分比为20～60％；

所述样品盘公转的转速为0～5r/min；所述样品盘自转的转速为1～6r/min。

2.根据权利要求1所述的自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，其特征在于，所述刀具基体为金属单质、硬质合金或陶瓷。

3.根据权利要求1所述的自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，其特征在于，所述Ti-Al氮化物多层涂层的厚度为2～10μm。

4.根据权利要求1所述的自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，其特征在于，所述步骤A)中，真空度为1.0～8.0×10^-3Pa；

所述步骤A)中的温度为300～500℃。

5.根据权利要求1所述的自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，其特征在于，所述步骤A)中Ar气的流量为200～300sccm；

所述Ar气溅射清洗的时间为10～20min；

所述Ar气溅射清洗时，在刀具基体上施加-800～-1000V的偏压。

6.根据权利要求1所述的自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，其特征在于，所述步骤A)中，Cr靶的靶材电流为60～150A；

所述Cr离子的轰击时间为3～15min；

所述Cr离子轰击活化时，在刀具基体上施加-600～-800V的偏压。

7.根据权利要求1所述的自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，其特征在于，所述步骤B)中的气压为1.0～3.0Pa；

所述Al-Ti靶的电流为60～150A；

所述步骤B)中，在刀具基体上施加-60～-200V的偏压。

8.根据权利要求1所述的自组装Ti-Al氮化物多层涂层刀具，其特征在于，所述步骤B)中沉积的时间为0.5～2小时；

所述步骤B)中沉积的温度为300～500℃。