AlC/AlCN叠层涂层刀具及其制备工艺的制作方法

文档序号:12714372阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种AlC/AlCN叠层涂层刀具,其特征在于:刀具基体最外层为AlCN涂层,AlCN涂层与刀具基体之间有Ti过渡层,AlCN涂层与Ti过渡层之间为AlC涂层与AlCN涂层交替的复合叠层结构。

2.根据权利要求1所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具,其特征在于:刀具基体的材料为高速钢、工具钢、模具钢、硬质合金、陶瓷、金刚石或立方氮化硼中的一种。

3.一种AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:沉积方式为采用非平衡磁控溅射+电弧镀的复合镀膜方法,首先在刀具基体上采用电弧镀沉积Ti过渡层,沉积时采用2个电弧Ti靶,然后采用非平衡磁控溅射交替沉积AlC涂层与AlCN涂层的复合叠层,沉积时使用2个复合AlC非平衡磁控溅射靶,最外层为AlCN涂层;

其中,AlC非平衡磁控溅射靶中包含重量分数为75%-85%的Al和15%-25%的C。

4.根据权利要求3所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:具体步骤如下:

(1)对刀具基体表面前处理;

(2)对刀具基体表面离子清洗;

(3)采用电弧镀在刀具表面沉积Ti过渡层;

(4)采用非平衡磁控溅射在Ti过渡层上沉积AlC涂层;

(5)采用非平衡磁控溅射在AlC涂层上沉积AlCN涂层;

(6)采用非平衡磁控溅射在AlCN涂层上沉积AlC涂层;

(7)重复(5)、(6)、(5)……(5),交替沉积AlC涂层、AlCN涂层共100min,最外层为AlCN涂层;

(8)后处理:关闭各电源、离子源及气体源,涂层结束。

5.根据权利要求4所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:步骤(1)中刀具基体首先表面抛光,然后依次放入酒精和丙酮中,超声清洗各40min,干燥后放入镀膜机,抽真空至6.0×10-3Pa,加热至300℃,保温35~40min。

6.根据权利要求4所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:步骤(2)中通Ar气,控制压力为1.6Pa,开启偏压电源,电压800V,占空比0.4,辉光放电清洗15min;降低偏压至600V,开启离子源离子清洗10min,开启电弧Ti靶电源,Ti靶电流50A,偏压300V,离子轰击1~2min。

7.根据权利要求4所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:步骤(3)中调Ar气压0.5~0.6Pa,偏压降至200V,Ti靶电流70A,沉积温度250℃,电弧镀沉积Ti过渡层5~7min。

8.根据权利要求4所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:步骤(4)中调Ar气压0.5~0.6Pa,偏压调至250V,关闭电弧Ti靶,非平衡磁控溅射靶AlC电流30A,沉积AlC涂层4~5min。

9.根据权利要求4所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:步骤(5)中首先开启N2,N2气压为1.2Pa,Ar气压0.5Pa,偏压200V,AlC靶电流35A,沉积温度280℃,沉积AlCN涂层4~5min,沉积完成后关闭N2

10.根据权利要求4所述的AlC/AlCN叠层涂层刀具的制备工艺,其特征在于:步骤(6)中调Ar气压0.5~0.6Pa,偏压调至250V,调非平衡磁控溅射靶AlC电流30A,沉积AlC涂层4~5min。

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