。
[0039]S3.通入氩气，控制靶材电压和电流，在偏压形成的电场作用下，使离子轰击所述钻头表面，对钻头表面进行清洗，进而保证结合力。
[0040]所述步骤S3中，通入氩气10sccm ;靶材电压18V，电流110A ;控制偏压600V，持续480s，并升至800V，持续480s。
[0041 ] S4.向真空环境中通入氮气，对所述钻头施加偏压，提供Ti靶，对所述Ti靶施加相应电压电流，使所述Ti靶离化出的离子吸附在所述钻头表面，形成打底层。
[0042]所述步骤S4中，通入氮气200sccm?350sccm ;靶材电压18V，电流180A ;控制偏压逐步降低，500V持续30s，200V持续30s，100V持续30s，80V持续30s，60V持续800s。
[0043]S5.调节通入氮气的体积流量，调节施加在所述钻头上的偏压，提供TiAl靶，对所述TiAl靶施加相应电压电流，使所述TiAl靶离化出的离子吸附在所述打底层表面，形成主结构层。
[0044]所述步骤S5中，通入氮气400sccm ;偏压60V ;靶材电压15V，电流180A。
[0045]进一步地，为了使主结构层与后续加工的表层之间具有较好的过度。所述步骤S5还包括加工过渡层:提供TiAl靶持续1000s后，再提供Si靶，此时，靶材电压15V?18V，电流300A?350A，持续约500s，从而，在所述主结构层上形成过渡层。
[0046]S6.通入乙炔，并调节通入氮气的体积流量，调节施加在所述钻头上的偏压，提供Si靶，对所述Si靶施加相应电压电流，使所述Si靶离化出来的离子吸附在外层表面，形成表层。
[0047]当加工过渡层后，所述外层表面即为过渡层表面。通入乙炔的目的在于，调整形成的表层的颜色，同时乙炔中的碳能够改善形成的表层的润滑性。
[0048]所述步骤S6中，通入氮气200sccm?250sccm和乙炔；偏压40V?60V ;靶材电压15V?18V，电流300A?350A，持续时间1000s ;同时逐步增加乙炔的气量，由8sccm逐步增加至 20sccm。
[0049]综上所示，本发明可实现高效加工，成本低廉，具有较好的经济效益，解决了在加工中等硬度合金钢时成本过高的问题。加工后的钻头寿命长，可达到200m以上。
[0050]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0051]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种钻头表面涂层，其特征在于，所述钻头表面涂层依次包括:打底层、主结构层、以及表层，所述打底层附着于所述钻头表面，所述主结构层位于所述打底层和表层之间； 所述打底层为Ti层，所述主结构层为TiAlN层，所述表层为Si层。
2.根据权利要求1所述的钻头表面涂层，其特征在于，所述钻头表面涂层表面维氏硬度 Hv3000。
3.根据权利要求1所述的钻头表面涂层，其特征在于，所述主结构层与表层的厚度比例为:2.5:1。
4.根据权利要求1-3任一项所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述加工工艺包括如下步骤: 51.装载待加工的钻头，抽真空，使得钻头在真空环境下加热； 52.通入氩气，利用辉光放电清洗AlTi靶材和Si靶材； 53.通入氩气，控制靶材电压和电流，在偏压形成的电场作用下，使离子轰击所述钻头表面，对钻头表面进行清洗； 54.向真空环境中通入氮气，对所述钻头施加偏压，提供Ti靶，对所述Ti靶施加相应电压电流，使所述Ti靶离化出的离子吸附在所述钻头表面，形成打底层； 55.调节通入氮气的体积流量，调节施加在所述钻头上的偏压，提供TiAl靶，对所述TiAl靶施加相应电压电流，使所述TiAl靶离化出的离子吸附在所述打底层表面，形成主结构层； 56.通入乙炔，并调节通入氮气的体积流量，调节施加在所述钻头上的偏压，提供Si靶，对所述Si靶施加相应电压电流，使所述Si靶离化出来的离子吸附在外层表面，形成表层O
5.根据权利要求4所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述步骤SI中，所述真空环境的真空度大于1.0OOImbar，所述加热温度控制在450?500°C。
6.根据权利要求4所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述步骤S2中，通入氩气lOOsccm，偏压500V，靶材电压18V，电流100A。
7.根据权利要求4所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述步骤S3中，通入氩气10sccm ;靶材电压18V，电流IlOA ;控制偏压600V，持续480s，并升至800V，持续480s。
8.根据权利要求4所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述步骤S4中，通入氮气200sccm?350sccm ;靶材电压18V，电流180A ;控制偏压逐步降低，500V持续30s，200V 持续 30s，100V 持续 30s，80V 持续 30s，60V 持续 800s。
9.根据权利要求4所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述步骤S5中，通入氮气400sccm ;偏压60V ;靶材电压15V，电流180A。
10.根据权利要求4所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述步骤S5还包括:提供TiAl靶持续100s后，再提供Si m,此时，靶材电压15V?18V，电流300A?350A，持续约500s，在所述主结构层上形成过渡层。
11.根据权利要求4所述的钻头表面涂层的加工工艺，其特征在于，所述步骤S6中，通入氮气200sccm?250sccm和乙炔；偏压40V?60V ;靶材电压15V?18V，电流300A?350A，持续时间100s ;同时逐步增加乙炔的气量，由8sccm逐步增加至20sccm。
【专利摘要】本发明提供一种钻头表面涂层及其加工工艺，其中，所述钻头表面涂层依次包括：打底层、主结构层、以及表层，所述打底层附着于所述钻头表面，所述主结构层位于所述打底层和表层之间；所述打底层为Ti层，所述主结构层为TiAlN层，所述表层为Si层。本发明可实现高效加工，成本低廉，具有较好的经济效益，解决了在加工中等硬度合金钢时成本过高的问题。加工后的钻头寿命长，可达到200m以上。
【IPC分类】C23C14-06, C23C14-34
【公开号】CN104846334
【申请号】CN201510271810
【发明人】栾华健, 金章斌, 李海东, 张超
【申请人】苏州阿诺精密切削技术股份有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年5月25日