[发明专利]一种AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层的制备方法，其特征在于包括如下具体步骤：

S1. 刀具基体清洗：将刀具基体抛光处理，然后先后用丙酮、酒精超声清洗10 ~ 20min，再用氮气吹干后装入真空室内；

S2. 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1.0~8.0×10-3 Pa；然后通入200~300 sccm的Ar气，设置工件支架偏压-800~-1000V，对腔体进行辉光清洗，轰击时间10~20 min；再将偏压降至-600~-800V，点燃AlTi靶，靶材电流60~150A，用高能AlTi金属阳离子轰击基体3~15 min，活化金属基体表面以提高膜-基结合力；

S3. 沉积AlTiN过渡层：将试样调整在AlTi靶跟前保持不动，再将偏压调至-80～-120V，通入100～300 sccm的N₂气，调节气压至1.0～3.0 Pa，沉积5～30 min，得到AlTiN过渡层；

S4. 沉积纳米多层涂层：通入N₂，调节样品转架公转速度，控制气压在1.0~3.0Pa，点燃AlTi靶和AlTiY靶，靶材电流60~150 A，偏压-60~ -200V，交替沉积AlTiN层和AlTiYN层，沉积时间0.5~2 h，得到AlTiN/AlTiYN功能层；

S5. 关闭电弧电源，待真空室温度降至室温，打开真空室取出基体，在基体表面形成的涂层，即为AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述公转速度为1~ 5 r/min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述AlTi靶的各元素原子百分比为Al：30~70at.%，Ti：20~60 at.%; AlTiY靶的各元素原子百分比为Al：30~70at.%，Ti：20~50 at.%, Y：2~10 at.%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述刀具基体为WC-Co硬质合金刀具。

5.一种由权利要求1-4任一项所述的制备方法得到的AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层。

6.根据权利要求5所述的AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层，其特征在于：AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层包括AlTiN过渡层和AlTiN/AlTiYN功能层，AlTiN/AlTiYN功能层是AlTiN及AlTiYN调制层交替沉积而成；所述AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层的成分为Al: 20~32at.%、Ti: 10~30 at.%、Y: 1~5 at.%、N: 45~57 at.%。

7.根据权利要求6所述的AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层，其特征在于：所述AlTiN过渡层的总厚度为0.1~1μm，所述AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层的总厚度为2~10μm。

8.根据权利要求6所述的AlTiN/AlTiYN纳米多层刀具涂层，其特征在于：所述AlTiN调制层的单层厚度为2~20 nm，所述AlTiYN调制层的单层厚度为4~30 nm。