[发明专利]一种CrAlTiN涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种CrAlTiN涂层结构，其包括基体、AlCrTi合金过渡层和CrAlTiN涂层，AlCrTi合金过渡层与基体结合，CrAlTiN涂层与AlCrTi合金过渡层结合，所述CrAlTiN涂层是由AlN、CrN、Ti₉Al₂₃、Al₂Ti等纳米晶相构成的纳米晶复合结构涂层。这种含有多种纳米晶相的纳米晶复合结构保证了涂层的高硬度、耐磨性热稳定性和化学稳定性。CrAlTiN涂层厚度均匀且结构致密，与基体具有良好的结合强度。CrAlTiN涂层制备工艺重复性好，与多层膜相比，前者应用范围更广，实用性更强，尤其应用于复杂的零部件表面，具有独特优势。

主权项

1.一种CrAlTiN涂层结构的制备方法，其特征在于：CrAlTiN涂层结构包括基体、AlCrTi合金过渡层和CrAlTiN涂层，AlCrTi合金过渡层与基体结合，CrAlTiN涂层与AlCrTi合金过渡层结合，所述CrAlTiN涂层是由AlN、CrN、Ti9Al23、Al2Ti纳米晶相构成的纳米晶复合结构涂层；所述CrAlTiN涂层结构的制备方法如下：将真空室的本底真空抽至4.0×10‑3Pa，并预热至500℃，然后施加‑800V直流偏压，向真空室内通入氩气流量为150sccm，对基体表面进行辉光放电清洗，工作压强保持在2.4Pa，放电清洗10min；调低氩气流量至70sccm，保持‑800v的偏压，工作压强降为0.8Pa；开启AlCr靶和AlTi靶电源，AlCr靶中的Cr原子占30％，Al原子占70％，AlTi靶中的Ti原子占30％，Al原子占70％，AlCr靶和AlTi靶的平均输出功率和靶电流均为1.0kW和75A，对基体表面进一步进行离子轰击清洗5min；然后降低偏压至‑50V，沉积AlCrTi合金过渡层10min，两靶材表面距离基片均为290mm，沉积温度500℃；随后通入反应气体N2，将氩气和氮气流量分别调至40sccm和260sccm，并将工作压强上调并保持在1.2Pa，沉积温度仍保持为500℃，开始沉积CrAlTiN涂层，沉积时间根据工件技术要求和涂层沉积速率确定。