[发明专利]一种硬质合金刀片的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种硬质合金刀片的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层，其特征在于：所述纳米复合涂层采用梯度层结构，由结合层、过渡层和耐温耐磨层构成，所述结合层为电弧离子镀方法制备在硬质合金刀片表面的CrN膜，所述过渡层为CrN/AlCrTiSiYN纳米复多层膜，所述耐温耐磨层为AlCrNbSiTiBN/AlCrTiSiYN高熵合金氮化物纳米复合多层膜。

2.如权利要求1所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层，其特征在于：所述CrN/AlCrTiSiYN纳米复多层膜由CrN层和AlCrTiSiYN层交替生长形成。

3.如权利要求2所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层，其特征在于：所述CrN/AlCrTiSiYN纳米复多层膜中，CrN单层厚为5-10纳米，AlCrTiSiYN单层厚度为5-20纳米，调制周期为10-30纳米。

4.如权利要求1所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层，其特征在于：所述AlCrNbSiTiBN/AlCrTiSiYN高熵合金氮化物纳米复合多层膜由AlCrTiSiYN层和AlCrNbSiTiBN层交替生长组成。

5.如权利要求4所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层，其特征在于：所述AlCrNbSiTiBN单层厚为5-20纳米，AlCrTiSiYN单层厚度为5-30纳米，调制周期为10-50纳米。

6.一种权利要求1所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、准备电弧离子镀装置，将已经成型好的硬质合金刀片放在电弧离子镀装置的真空室内的工件架上，对硬质合金刀片采用离子刻蚀清洗，使得硬质合金刀片表面达到镀膜的要求；

步骤2、通入氮气，开启Cr靶，采用电弧离子镀技术在硬质合金刀片表面沉积Cr膜作为结合层；

步骤3、开启AlCrTiSiYN靶，当硬质合金刀片旋转到Cr靶前面时形成CrN层，当硬质合金刀片旋转到AlCrTiSiYN靶前面时形成AlCrTiSiYN层，硬质合金刀片不停旋转，就会在硬质合金刀片表面逐层形成交替的CrN/AlCrTiSiYN纳米复多层膜；

步骤4、关闭Cr靶，随后打开AlCrNbSiTiB靶，硬质合金刀片在旋转过程中交替在表面生成AlCrTiSiYN层和AlCrNbSiTiB层，形成AlCrNbSiTiBN/AlCrTiSiYN高熵合金氮化物纳米复合多层膜；之后关闭电弧离子镀装置，自然冷却，得到高熵合金氮化物纳米复合涂层。

7.如权利要求6所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，离子刻蚀工艺为：在400-550℃、氩气和氢气环境中，对硬质合金刀片进行等离子刻蚀。

8.如权利要求6所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤2中制备的工艺参数为：在1-3Pa，100V-150V条件沉积100-500纳米结合层。

9.如权利要求6所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：步骤3中制备的工艺参数为：在2-5Pa，50V-250V条件沉积1000-4000纳米的CrN/AlCrTiSiYN纳米复多层膜，其中CrN单层厚为5-10纳米，AlCrTiSiYN单层厚度为5-20纳米，调制周期为10-30纳米。

10.如权利要求6所述的AlCrNbSiTiBN基纳米复合涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤4中，制备的工艺参数为：在3-8Pa，50-250V条件下沉积1000-5000纳米AlCrNbSiTiBN/AlCrTiSiYN高熵合金氮化物纳米复合多层膜，AlCrNbSiTiBN单层厚为5-20纳米，AlCrTiSiYN单层厚度为5-30纳米，调制周期为10-50纳米。