[发明专利]不锈钢高光高速铣削用涂层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种不锈钢高光高速铣削用涂层，涂层由下至上包括结合在基体上的AlCrN结合层、AlCrN爬坡层、多层复合功能层以及高应力润滑耐磨表层，多层复合功能层由AlCrN/AlCrWSi高硬度纳米混合层与AlCrN去应力耐温调节层多层交替且相互复合而成。该涂层具备耐高温、耐磨和高光的特性。还涉及该涂层的制备方法，利用PVD电弧技术和组合型磁场机构，进一步提高靶材离化率和减少液滴的产生，同时加上核心功能层的涂层结构，保证刀具加工中耐高温、耐磨性的同时提高光洁度；核心的功能层采用AlCrN/AlCrWSiN高硬度纳米混合层+AlCrN去应力耐温调节层重复交替循环复合的结构，达到耐磨，去应力，耐冲击的作用；适用于高速加工，减少摩擦，相比现有技术需要两道工序实现高光，本发明可一步到位，提高加工效率。

技术领域

本发明涉及刀具涂层制备技术领域，尤其是一种不锈钢高光高速铣削用涂层及其制备方法。

背景技术

不锈钢不但具有良好的耐腐蚀性能，而且还具有良好的外观特性，不锈钢的应用范围越来越广泛。不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损，不锈钢是高强度、高韧性和高耐开裂性的建材，且可持续、可再生和可重复利用。

近年来，不锈钢在民用行业应用也越来越广，特别是在3C行业，各家都推出了旗舰机，而旗舰机很大的差别就是机框等地方采用了不锈钢材质。但是不锈钢的抗拉强度大，韧性好，加工就比铝合金难度大了不少，加工效率大大降低，加工成本也大大提升。

手机作为大批量生产的产品，对加工外观质量要求高，特别是光洁度，同时对效率和成本都有着很高的要求，在手机的一些高光部位的加工，为了达到高光，刀具在加工时必须保持高速运动，但是现有刀具的涂层遇到了很大的问题：

从涂层的种类和结构方面来说，TIAlN涂层的光洁度较好，能满足加工出来高光的要求，但是寿命差，这样就会导致频繁更换刀具，降低了加工效率，增加了加工成本。普通含Si涂层，如TiAlSiN或AlCrSiN涂层，虽然耐磨，但是颗粒度相对较大，容易粘屑，导致加工出来局部有缺陷，外观差，无法达到外观的要求。

另外，在加工难加工材料的时候要求涂层耐磨和耐高温性非常高。目前，在PVD技术层面来说，磁控溅射的涂层光滑，电弧涂层相对粗糙，但是磁控溅射在难加工材料方面很难达到加工要求，因为磁控溅射毕竟离化率太低，即使现在的高能磁控溅射能较大程度的提高离化率，但是和电弧技术相比还是相差太远，虽然光洁度较好，但是导致在难加工材料方面加工寿命远远不如电弧技术制备的涂层。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种不锈钢高光高速铣削用涂层。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种不锈钢高光高速铣削用涂层，所述涂层由下至上包括结合在基体上的AlCrN结合层、AlCrN爬坡层、多层复合功能层以及高应力润滑耐磨表层，所述多层复合功能层由AlCrN/AlCrWSi高硬度纳米混合层与AlCrN去应力耐温调节层多层交替且相互复合而成。

AlCrN有良好的耐高温能力和耐磨性能，但是由于其较大的摩擦力，在高光加工中容易形成划痕，通过在AlCr中加入W和Si两种元素，Si能强化表面晶界的硬度和填充空隙，W能减少表面的摩擦系数。由于直接用AlCrWSi应力大，结合力差，首先采用了AlCrN进行前期打底和纳米复合过渡来增加结合力，其次核心的功能层采用AlCrN/AlCrWSiN高硬度纳米混合层+AlCrN去应力耐温调节层重复循环的结构，达到耐磨，去应力，耐冲击的作用。

作为优选地，所述涂层的厚度为3μm，其中，高应力润滑耐磨表层的厚度为1μm。

本发明要解决的另一个技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种不锈钢高光高速铣削用涂层的制备方法，包括以下工艺步骤：

（1）基体预处理：在不损伤刃口的情况下，对基体进行流体喷砂或者抛光，将处理过的基体经过全自动清洗线清洗；