[发明专利]一种高Al含量的AlTiN复合涂层及制备方法

摘要

本发明涉及纳米复合涂层及其制备技术，具体地说是一种高Al含量的AlTiN纳米复合涂层的制备工艺。采用电弧离子镀技术在金属或硬质合金基体上制备AlTiN纳米复合涂层。为更好地调控涂层中Al元素和Ti元素的含量，选用纯金属Al和Ti（纯度均为99.9 wt.%，直径均为80 mm）作为靶材。纯Ti靶和Al靶各4个，相间地均匀分布在炉体内壁上，提高镀膜均匀性。镀膜前先通入Ar气，开启Ti靶，并对基体表面进行轰击清洗10~30 min，然后沉积金属Ti过渡层，最后再通入反应气体N2，将Ti和Al靶同时起辉，沉积AlTiN涂层。本发明涉及的AlTiN纳米复合涂层制备工艺简单，重复性好，并且容易工业化生产；制备出的AlTiN涂层具有较高的硬度和强度，良好的耐高温氧化性能和耐蚀性能，组织结构致密、涂层与基体间的结合力强。

主权项

一种高Al含量的AlTiN涂层，其特征在于：所述AlTiN涂层与基体之间有一层10~300 nm厚的纯Ti金属层，以提高涂层与基体之间的结合力；所述AlTiN涂层总的厚度为2~10 μm；所述AlTiN涂层中，Al含量为25~35 at.%，Ti含量为15~20 at.%，N含量为45~55 at.%；其中Al/(Al+Ti)= 0.55~0.7；所述AlTiN涂层由面心立方结构的（Al，Ti）N相组成，涂层的衍射峰位于TiN和AlN相衍射峰的中间，但离AlN相衍射峰更近一些。