本实用新型涉及刀具加工技术领域，具体涉及一种纳米复合涂层切削刀具。
背景技术：
在制造行业，刀具质量的好坏，不仅影响到机械加工的效率和加工成本，同时也影响到零件加工表面的质量、刀具可加工的材料范围。切削刀具作为在生产过程中经常使用的工具，有许多缺点，让人们在使用的过程中感觉到不方便，比如刀头是使用过程中磨损最大的部分，所以经常要更换刀头或使用硬度更强的金属来做为刀头的材料，这样无形中增加了成本，并且即使经过改进，这样的刀头使用寿命并没有得到大幅度的提高。刀具涂层技术是一项提高切削加工效率和加工质量，降低成本具有重大技术经济意义的新技术。
随着刀具切削技术不断向高速度、高精度方向的发展以及干切削技术的推广，对切削刀具涂层的性能提出了越来越高的要求：即要求具备高硬度、低摩擦系数等优良力学性能和良好的抗高温氧化性能，因而亟需在切削刀具的基体上涂覆性能优良的涂层使刀具具有高硬度、低摩擦系数等优良力学性能和良好的抗高温氧化性能的技术方案。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种纳米复合涂层切削刀具，高硬度、低摩擦系数、抗高温氧化性能良好。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：一种纳米复合涂层切削刀具，其特征在于：所述刀具表面设有纳米复合涂层，所述纳米复合涂层从内到外包括基础层、中间层、耐磨层和外覆层，其中：
所述基础层为氮化锆硅层；
所述中间层为交替沉积的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层，共6～12层；
所述耐磨层为掺碳的氮化硅钛复合层；
所述外覆层为掺铝的氮化硅钛复合层。
在上述技术方案的基础上，所述中间层为依次交替沉积的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层，共6层。
在上述技术方案的基础上，所述中间层为依次交替沉积的氮化钛层、氮铝化钛层和碳氮化钛层，共9层。
在上述技术方案的基础上，所述掺碳的氮化硅钛复合层为碳单质和氮化钛纳米晶体镶嵌于氮化硅非晶相结构的复合层。
在上述技术方案的基础上，所述纳米复合涂层的厚度为400～900纳米。
在上述技术方案的基础上，所述基础层厚度为100～200纳米；
所述中间层厚度为100～300纳米；
所述耐磨层为150～200纳米；
所述外覆层为50～100纳米。
在上述技术方案的基础上，所述氮铝化钛层为AlTiN或TiAlN组成。
在上述技术方案的基础上，所述刀具采用硬质合金、不锈钢、高速钢、碳钢或模具钢制成。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
本实用新型中刀具表面设有纳米复合涂层，纳米复合涂层从内到外包括基础层、中间层、耐磨层和外覆层，其中：基础层为氮化锆硅层；中间层为交替沉积的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层；耐磨层为掺碳的氮化硅钛复合层；外覆层为掺铝的氮化硅钛复合层。交替沉积的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层的硬度较单一的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层更高，掺碳的氮化硅钛复合层比氮化硅钛具有更高的硬度且摩擦系数小，掺铝的氮化硅钛复合层抗高温氧化性能良好。
附图说明
图1为本实用新型实施例中纳米复合涂层切削刀具的结构示意图。
图中：1-刀具，2-基础层，3-中间层，4-耐磨层，5-外覆层。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
参见图1所示，本实用新型实施例提供一种纳米复合涂层切削刀具，刀具1表面设有纳米复合涂层，纳米复合涂层从内到外包括基础层2、中间层3、耐磨层4和外覆层5，其中：基础层2为氮化锆硅层；中间层3为交替沉积的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层，共6～12层；耐磨层4为掺碳的氮化硅钛复合层；外覆层5为掺铝的氮化硅钛复合层。掺碳的氮化硅钛复合层为碳单质和氮化钛纳米晶体镶嵌于氮化硅非晶相结构的复合层。
例如，中间层3为依次交替沉积的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层，共6层。
优选的，中间层3为依次交替沉积的氮化钛层、氮铝化钛层和碳氮化钛层，共9层。
氮化锆硅层的维氏硬度约2200HV，适合做基础层2。交替沉积的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层的维氏硬度较单一的氮化钛层、碳氮化钛层和氮铝化钛层更高，达到3100～3300HV。掺碳的氮化硅钛复合层比氮化硅钛具有更高的硬度且摩擦系数小。掺碳的氮硅化钛复合层的维氏硬度高达4100HV。掺铝的氮化硅钛复合层抗高温氧化性能良好。
掺杂碳单质使得氮硅化钛复合层的界面相复杂化，增加了氮硅化钛复合层中相之间的弹性模量差，也使得氮硅化钛复合层中交变应力场增强，同时氮硅化钛复合层中的晶化界面相氮化硅与其包裹的氮化钛纳米晶体呈共格外延生长，阻碍了氮化钛纳米晶体沿晶界的滑移，因此抑制氮硅化钛复合层的微观变形，使氮硅化钛复合层进一步强化。同时由于的碳单质掺杂使氮硅化钛复合层具有较低的摩擦系数。
纳米复合涂层的厚度为400～900纳米。
基础层2厚度为100～200纳米；
中间层3厚度为100～300纳米；
耐磨层4为150～200纳米；
外覆层5为50～100纳米。
氮铝化钛层为AlTiN或TiAlN组成。
刀具1采用硬质合金、不锈钢、高速钢、碳钢或模具钢制成。
本实用新型不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本实用新型相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。