[发明专利]一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层，其特征在于，涂层是由高熵合金粘结层、氧化物模板层、氧化物核心层、氮化物表层四个子层构成的整体，这四个子层的顺序是由内至外，涂层总厚度为1～3μm；所述氧化物模板层为α-Cr₂O₃，厚度为150～300nm；所述氧化物核心层为α-Al₂O₃，厚度为500～2000nm；所述氮化物表层为AlTiZrN，厚度为300～500nm。

2.根据权利要求1所述的一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层，其特征在于，所述高熵合金粘结层为Co_aNi_bCr_cAl_dY_e，a+b+c+d+e=1，a、b、c、d、e的取值范围为0.15～0.4，厚度为50～200nm。

3.一种权利要求1～2任意一项所述的抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将清洁的基底材料装入涂层设备真空室中，抽真空并加热，先将背底真空抽至0.03Pa及以下时，打开炉壁的辅助加热装置对基底进行加热，同时打开机架转动电源使基底在真空室内进行自转和公转运动，至基底温度达到380℃；

B、对基底表面进行离子刻蚀，向真空室中通入氩气，调节氩气流量保证压强为0.1～0.25Pa，然后对基底施加－100～－200V的直流偏压和－200～－400V的脉冲偏压，利用离化的Ar⁺对基底表面进行刻蚀，刻蚀30～90min；

C、利用电弧蒸镀工艺制备高熵合金粘结层，工作压强为0.1～0.2Pa，蒸镀坩埚上通过的电弧电流为180～220A，蒸镀坩埚内放置的材料为Co_aNi_bCr_cAl_dY_e高熵合金，a+b+c+d+e=1，a、b、c、d、e的取值范围为0.15～0.4，蒸镀时间为5～10min；

D、利用阴极电弧镀膜工艺制备氧化物模板层，工作气体为Ar+O₂，工作压强为1.5～3.5Pa，工作靶材为Cr电弧靶，靶电流为50～100A，基底施加的偏压为－30～－80V，沉积时间10～20min；

E、利用阴极电弧镀膜工艺制备氧化物核心层，工作气体为Ar+O₂，工作压强为1.0～3.0Pa，工作靶材为Al电弧靶，靶电流为80～120A，基底施加的偏压为－30～－80V，沉积时间40～150min；

F、利用阴极电弧镀膜工艺制备氮化物表层，工作气体为N₂，工作压强为1.5～3.5Pa，工作靶材为AlTiZr合金电弧靶，靶电流为80～120A，基底施加的偏压为－30～－80V，沉积时间20～35min。