[发明专利]带有固溶体涂镀层的工件及其生产方法、生产设备和应用

权利要求书

1.一种涂镀层的工件，其特征是：

工件带有一表面，在其表面上至少具有两种准金属的固溶体镀层(C、D)，该镀层(C、D)由反应物理涂镀工艺沉积而成，该至少两种准金属的含量比例在镀层(C，D)的主要部分(C)中是沿与表面垂直方向随周期波动(k、s)连续增加和减小。

2.根据权利要求1所述的涂镀工件，其特征是：该镀层包括只由一种准金属组成的分层(B)，该层位于工件(2)表面和固溶体镀层(C、D)之间，在固溶体镀层(C、D)和分离镀层(B)中准金属之一种的含量比例均匀变化，固溶体镀层的厚度是分离层(B)厚度的1.2至2倍。

3.根据权利要求1所述的涂镀工件，其特征是，固溶体镀层包括毗邻工件的第一固溶体层(C)，在所述第一固溶体层(C)中的两种准金属含量比例均匀变化，固溶体镀层(C、D)具有第二较薄的背离工件的固溶体层(D)，在第二固溶体层(D)中两种准金属的含量比例至少接近常数，该含量比例从第一固溶体层(C)向第二固溶体层(D)平滑过渡，第一固溶体层(C)的厚度是第二固溶体层(D)的2至5倍。

4.根据权利要求1所述的涂镀工件，其特征是，在第一固溶体部分(C)区域，一个变量叠加在所述的含量比例的周期波动(k、s)上，所述变量以一直线(g₁、J₁)的方式沿与所述表面垂直方向分别增加与减小。

5.根据权利要求1所述的涂镀工件，其特征是，沿垂直于表面方向的含量比例是周期性增加和减小的。

6.根据权利要求5所述的涂镀工件，其特征是，含量比例的周期性增加和减小为每两微米层厚按1至5个波动变化。

7.根据权利要求1所述的涂镀工件，其特征是，所述含量比例的周期性波动(s，k)的波动k叠加到含量比例的周期性波动(s，k)的波动(s)上，所述波动(s)为一小的几何波动，且在所述波动(k)的一个周期内有5至100个波动。

8.根据权利要求2所述的涂镀工件，其特征是，位于工件表面与分层之间的底层(A)为0.1微米厚。

9.根据权利要求1所述的涂镀工件，其特征是，固溶体镀层(C、D)包括氮化钛和碳化钛。

10.根据权利要求2所述的涂镀工件，其特征是，分离层(B)由氮化钛组成。

11.根据权利要求8至10任一项所述的涂镀工件，其特征是，底层(A)由钛组成。

12.根据权利要求9所述的涂镀工件，其特征是，第二固溶体层(D)由30％重量百分比范围的碳化钛和70％重量百分比范围的氮化钛组成。

13.根据权利要求1所述的涂镀工件，其特征是，该涂镀工件为切削或成型工具。

14.一种生产带有涂镀层的工件的方法，该方法的特征包括：

在真空室中放置工件；

在真空室中蒸发能形成至少两种准金属的一种材料，

向真空室中输入至少两种气体，每种气体都与被蒸发的材料反应，沉积在工件部分表面上形成至少两种准金属，以构成固溶体层(C，D)；

第一气体以均匀减少的方式输入真空室(1)，而第二气体以均匀增加的方式输入；

在至少部分固溶体层凝结期间，所述蒸发源(11)可周期性地沿工件的表面移动。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征是用电弧蒸发方法蒸发所述金属。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：使用由蒸发源(11)产生的低压电弧蒸发所述的金属。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征是，蒸发源的移动的频率比工件低。

18.根据权利要求14所述方法，其特征是，在将所述金属(13)转化成气态的过程中只向真空室(1)中输入第一气体，以直接在工件表面形成不含有第二气体成分的化合物的分离层(B)；

在后续步骤中，减小输入第一气体，同时向真空室(1)中输入第二气体。