一种AlTiSiCON超硬涂层及其制备方法与流程

本发明涉及真空镀膜领域，尤其涉及一种利用真空离子镀技术制备的AlTiSiCON超硬涂层及其具体制备方法。
背景技术：
：物理气相沉积技术包括蒸发镀、溅射镀、离子镀等，与蒸发镀、溅射镀相比，离子镀技术具有离化率高、膜基结合力好等优势。传统离子镀技术的研发和应用是从金黄色的TiN涂层起步，随着刀具加工环境的多样化，对刀具的要求越来越高。高品质的刀具往往都是涂层在发挥作用，传统单一的TiN涂层已不能满足需求，如何制备高性能的硬质涂层是众多企业界和研究院所研发的方向。传统的TiN涂层由Ti靶弧光放电与氮气结合生成，工业上通过制备TiAl、AlTi、TiCr、AlCr、TiCrAl的二元或三元复合靶材，制备多种硬质涂层。本质上看，即在TiN涂层中添加Cr、Al等元素来提高耐高温、耐腐蚀性能，显微硬度也有大幅度提高，可以达到HV3000以上。近年来，对涂层中加入Si元素成为研究的重点，如工业化应用得较为成熟的古铜色TiSiN涂层，Si元素的加入可以使涂层中晶粒更加细小，兼具高硬度高韧性的特点。学者们通过在含Ti、Cr、Al的涂层中添加Si、O等元素，使涂层在高温环境下表面形成钝化膜，硬度和韧性不会显著下降，极大地拓宽了涂层的应用范围。除了改变或添加涂层的成分外，镀膜工艺也非常重要，制备多层结构有助于降低内应力，以电弧离子镀为例，在靶材切换过程中容易产生大颗粒，因此不是膜层越多越好。另外，镀膜过程中的诸多参数也需要精心设计，需要控制的参数包括：烘烤温度与时间、气体种类与气压、工件偏压、靶电流、镀膜时间、工件转速、靶材背部磁场、冷却水温度等。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于提供一种利用真空离子镀技术制备的AlTiSiCON超硬涂层及其具体制备方法，将该涂层用在刀具、模具与核心零部件的表面，可使其具有高硬度、较低的摩擦系数、良好的抗高温和耐腐蚀性能，可有效延长工件的使用寿命。本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：一种AlTiSiCON超硬涂层，所述涂层为多层结构，由内至外依次包括TiN打底层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiSiCON表层；其中，所述TiN打底层与AlTiSiCON表层之间的AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层构成AlTiN与AlTiSiCN的交错层。作为本发明的优选方式之一，所述TiN打底层的厚度为0.1-0.2μm；所述AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiN层厚度为0.1-0.3μm；所述AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiSiCN层厚度为0.1-0.4μm；所述AlTiSiCON表层的厚度为0.5-2.5μm。作为本发明的优选方式之一，所述AlTiN层中，原子数百分比为：Ti:25％-30％；Al:40％-50％；N:30％-40％；所述AlTiSiCN层中，原子数百分比为：Ti:20％-25％；Al:35％-45％；Si：5％-10％；C：5％-10％；N:25％-35％；O:5％-15％；所述AlTiSiCON表层中，原子数百分比为：Ti:15％-25％；Al:30％-40％；Si：5％-10％；C：5％-10％；O：5％-10％；N:25％-35％。作为本发明的优选方式之一，所述AlTiSiCON超硬涂层采用电弧离子镀技术制备而成，制备方法如下：(1)离子清洗工件经过装夹后安装于真空罐内，经抽气、烘烤后向罐内充入Ar，气体流量50-100sccm，气压0.3-0.5Pa，开启电子枪装置进行弧光放电，保持放电电流100-150A，同时在工件表面加载负偏压500-850V，开始离子清洗，时间20-60分钟；(2)制备TiN打底层关闭电子枪，关闭Ar气，向罐内充入N2，气体流量400-800sccm，气压1.5-3Pa，工件偏压降至300V，开启Ti靶，靶电流70-100A，时间5-10分钟；(3)制备AlTiN与AlTiSiCN的交错层关闭Ti靶，N2气体流量调整为500-1000sccm，气压2-4Pa，工件偏压降至200V，开启AlTi靶，靶电流80-105A，时间5-15分钟，制备AlTiN层；保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为250-500sccm，同时向真空罐充入六甲基二硅烷HMDS，蒸汽流量250-500sccm，气体总压力2-3.5Pa，时间5-15分钟，制备AlTiSiCN层；重复本步骤再制备AlTiN和AlTiSiCN层，以形成所述AlTiN与AlTiSiCN的交错层；(4)制备AlTiSiCON表层保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为200-400sccm，六甲基二硅烷HMDS的流量调整为200-400sccm，同时向真空罐充入O2，流量50-100sccm，气体总压力3-3.5Pa，偏压降至100-150V，时间25-90分钟，制备AlTiSiCON表层。一种AlTiSiCON超硬涂层的制备方法，选择采用电弧离子镀技术，具体制备步骤如下：(1)离子清洗工件经过装夹后安装于真空罐内，经抽气、烘烤后向罐内充入Ar，气体流量50-100sccm，气压0.3-0.5Pa，开启电子枪装置进行弧光放电，保持放电电流100-150A，同时在工件表面加载负偏压500-850V，开始离子清洗，时间20-60分钟；(2)制备TiN打底层关闭电子枪，关闭Ar气，向罐内充入N2，气体流量400-800sccm，气压1.5-3Pa，工件偏压降至300V，开启Ti靶，靶电流70-100A，时间5-10分钟；(3)制备AlTiN与AlTiSiCN的交错层关闭Ti靶，N2气体流量调整为500-1000sccm，气压2-4Pa，工件偏压降至200V，开启AlTi靶，靶电流80-105A，时间5-15分钟，制备AlTiN层；保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为250-500sccm，同时向真空罐充入六甲基二硅烷HMDS，蒸汽流量250-500sccm，气体总压力2-3.5Pa，时间5-15分钟，制备AlTiSiCN层；重复本步骤再制备AlTiN和AlTiSiCN层，以形成所述AlTiN与AlTiSiCN的交错层；(4)制备AlTiSiCON表层保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为200-400sccm，六甲基二硅烷HMDS的流量调整为200-400sccm，同时向真空罐充入O2，流量50-100sccm，气体总压力3-3.5Pa，偏压降至100-150V，时间25-90分钟，制备AlTiSiCON表层。作为本发明的优选方式之一，所述涂层使用的原材料包括铝原子百分比含量为67％的AlTi靶、Ti靶、六甲基二硅烷(HMDS)、高纯氮气、高纯氧气；其中，较高的铝含量形成的AlN、Al2O3的硬质颗粒可以细化涂层晶粒，涂层的硬度、韧性、抗高温性能、耐腐蚀性能均会不同程度的提高；涂层中的Si、C、O、N四种元素均以气态或蒸汽的形式充入真空罐，相比固态靶材而言，元素含量调整范围大，可以制备多种性能的涂层；Si元素在涂层内部与N、C、O等元素形成二元或多元的纳米晶颗粒，进一步细化晶粒；C元素可以降低涂层的摩擦系数，使刀具具有更高的切削效率，排屑通畅；O、N元素的作用主要是和其他元素形成氧化物、氮化物、氮氧化物等，提高涂层的综合性能。作为本发明的优选方式之一，所述涂层的Ti靶、AlTi靶背部磁场为电磁加永磁结构，为了保证涂层质量的均一性，根据靶材的消耗，每炉对电磁场进行调整。作为本发明的优选方式之一，通过所述制备方法制备得到的AlTiSiCON超硬涂层可以使用在涂层质量要求高的刀具、模具及核心零部件的外表面；涂层制备过程采用多层结构，可有效释放涂层的内应力使涂层不易产生开裂。本发明相比现有技术的优点在于：(1)本发明采用电弧离子镀技术制备AlTiSiCON超硬涂层，具有离化率高、膜基结合力好的优点；(2)本发明AlTiSiCON涂层由TiN打底层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiSiCON表层多层结构组成，涂层内应力得到有效释放，内应力较低；(3)传统技术制备多层膜往往通过切换不同的靶材来实现成分的变化，然而，大颗粒往往在靶材开启的瞬间剧烈迸发，对膜层不利，本发明在不改变靶材状态的情况下，通过改变气源的种类和配比来实现不同层涂层成分的改变，从而改变膜层的生长方式；(4)本发明使用的原材料包括铝原子百分比含量为67％的AlTi靶、Ti靶、六甲基二硅烷(HMDS)、高纯氮气、高纯氧气；其中，较高的铝含量形成的AlN、Al2O3的硬质颗粒可以细化涂层晶粒，涂层的硬度、韧性、抗高温性能、耐腐蚀性能均会不同程度的提高；涂层中的Si、C、O、N四种元素均以气态或蒸汽的形式充入真空罐，相比固态靶材而言，元素含量调整范围大，可以制备多种性能的涂层；Si元素在涂层内部与N、C、O等元素形成二元或多元的纳米晶颗粒，进一步细化晶粒；C元素可以降低涂层的摩擦系数，使刀具具有更高的切削效率，排屑通畅；O、N元素的作用主要是和其他元素形成氧化物、氮化物、氮氧化物等，提高涂层的综合性能；(5)本发明使用的Ti靶、AlTi靶背部磁场为电磁加永磁结构，为了保证涂层质量的均一性，根据靶材的消耗，每炉对电磁场进行调整。附图说明图1是实施例1-3中AlTiSiCON超硬涂层的各分层结构示意图；图2是实施例7中AlTi靶背部磁场结构图；图3是实施例7中Ti靶背部磁场结构图；图4是实施例7中AlTiSiCON涂层的XRD物相图；图5是实施例7中AlTiSiCN涂层高温处理后的SEM形貌图；图6是实施例7中AlTiSiCON涂层高温处理后的SEM形貌图。具体实施方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1本实施例的一种AlTiSiCON超硬涂层，3-4μm厚，适用于钻头等。所述涂层为多层结构，如图1所示，由内至外依次包括TiN打底层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiSiCON表层。TiN打底层与AlTiSiCON表层之间的AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层整体构成AlTiN与AlTiSiCN的交错层。其中，TiN打底层的厚度为0.1-0.2μm；AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiN层厚度为0.2-0.3μm；AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiSiCN层厚度为0.2-0.4μm；AlTiSiCON表层的厚度为1.0-2.5μm。实施例2本实施例的一种AlTiSiCON超硬涂层，1.5-3μm厚，适用于铣刀、滚齿刀、冲压模具等。所述涂层为多层结构，如图1所示，由内至外依次包括TiN打底层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiSiCON表层。TiN打底层与AlTiSiCON表层之间的AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层整体构成AlTiN与AlTiSiCN的交错层。其中，TiN打底层的厚度为0.1-0.2μm；AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiN层厚度为0.15-0.2μm；AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiSiCN层厚度为0.15-0.3μm；AlTiSiCON表层的厚度为0.8-2.0μm。实施例3本实施例的一种AlTiSiCON超硬涂层，小于1.5μm厚，适用于精度要求高、丝锥等。所述涂层为多层结构，如图1所示，由内至外依次包括TiN打底层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiSiCON表层。TiN打底层与AlTiSiCON表层之间的AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层构成AlTiN与AlTiSiCN的交错层。其中，TiN打底层的厚度为0.1-0.2μm；AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiN层厚度为0.1-0.15μm；AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiSiCN层厚度为0.1-0.2μm；AlTiSiCON表层的厚度为0.5-1.0μm。实施例4本实施例的一种上述实施例1中AlTiSiCON超硬涂层的制备方法，选择采用电弧离子镀技术，具体制备步骤如下：(1)离子清洗工件经过装夹后安装于真空罐内，经抽气、烘烤后向罐内充入Ar，气体流量100sccm，气压0.5Pa，开启电子枪装置进行弧光放电，保持放电电流150A，同时在工件表面加载负偏压600V，开始离子清洗，时间60分钟；(2)制备TiN打底层关闭电子枪，关闭Ar气，向罐内充入N2，气体流量400-600sccm，气压1.5-2.4Pa，工件偏压降至300V，开启Ti靶，靶电流80-90A，时间5-10分钟；(3)制备AlTiN与AlTiSiCN的交错层关闭Ti靶，N2气体流量调整为700-800sccm，气压2.8-3.2Pa，工件偏压降至200V，开启AlTi靶，靶电流80-105A，时间10-15分钟，制备AlTiN层；保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为250-300sccm，同时向真空罐充入六甲基二硅烷HMDS，蒸汽流量250-300sccm，气体总压力2-3Pa，时间10-15分钟，制备AlTiSiCN层；重复本步骤再制备AlTiN和AlTiSiCN层，以形成所述AlTiN与AlTiSiCN的交错层；(4)制备AlTiSiCON表层保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为200-300sccm，六甲基二硅烷HMDS的流量调整为200-300sccm，同时向真空罐充入O2，流量50-100sccm，气体总压力3-3.5Pa，偏压降至100-150V，时间30-90分钟，制备AlTiSiCON表层。进一步地，所述涂层使用的原材料包括铝原子百分比含量为67％的AlTi靶、Ti靶、六甲基二硅烷(HMDS)、高纯氮气、高纯氧气；其中，较高的铝含量形成的AlN、Al2O3的硬质颗粒可以细化涂层晶粒，涂层的硬度、韧性、抗高温性能、耐腐蚀性能均会不同程度的提高；涂层中的Si、C、O、N四种元素均以气态或蒸汽的形式充入真空罐，相比固态靶材而言，元素含量调整范围大，可以制备多种性能的涂层；Si元素在涂层内部与N、C、O等元素形成二元或多元的纳米晶颗粒，进一步细化晶粒；C元素可以降低涂层的摩擦系数，使刀具具有更高的切削效率，排屑通畅；O、N元素的作用主要是和其他元素形成氧化物、氮化物、氮氧化物等，提高涂层的综合性能。进一步地，所述涂层的Ti靶、AlTi靶背部磁场为电磁加永磁结构，为了保证涂层质量的均一性，根据靶材的消耗，每炉对电磁场进行调整。实施例5本实施例的一种上述实施例2中AlTiSiCON超硬涂层的制备方法，选择采用电弧离子镀技术，具体制备步骤如下：(1)离子清洗工件经过装夹后安装于真空罐内，经抽气、烘烤后向罐内充入Ar，气体流量75sccm，气压0.4Pa，开启电子枪装置进行弧光放电，保持放电电流120A，同时在工件表面加载负偏压650V，开始离子清洗，时间50分钟；(2)制备TiN打底层关闭电子枪，关闭Ar气，向罐内充入N2，气体流量400-800sccm，气压1.5-3Pa，工件偏压降至300V，开启Ti靶，靶电流85-95A，时间5-10分钟；(3)制备AlTiN与AlTiSiCN的交错层关闭Ti靶，N2气体流量调整为500-1000sccm，气压2-4Pa，工件偏压降至200V，开启AlTi靶，靶电流80-105A，时间8-10分钟，制备AlTiN层；保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为250-500sccm，同时向真空罐充入六甲基二硅烷HMDS，蒸汽流量250-300sccm，气体总压力2-3Pa，时间8-10分钟，制备AlTiSiCN层；重复本步骤再制备AlTiN和AlTiSiCN层，以形成所述AlTiN与AlTiSiCN的交错层；(4)制备AlTiSiCON表层保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为200-300sccm，六甲基二硅烷HMDS的流量调整为200-300sccm，同时向真空罐充入O2，流量50-100sccm，气体总压力3-3.5Pa，偏压降至100-150V，时间30-70分钟，制备AlTiSiCON表层。进一步地，所述涂层使用的原材料包括铝原子百分比含量为67％的AlTi靶、Ti靶、六甲基二硅烷(HMDS)、高纯氮气、高纯氧气；其中，较高的铝含量形成的AlN、Al2O3的硬质颗粒可以细化涂层晶粒，涂层的硬度、韧性、抗高温性能、耐腐蚀性能均会不同程度的提高；涂层中的Si、C、O、N四种元素均以气态或蒸汽的形式充入真空罐，相比固态靶材而言，元素含量调整范围大，可以制备多种性能的涂层；Si元素在涂层内部与N、C、O等元素形成二元或多元的纳米晶颗粒，进一步细化晶粒；C元素可以降低涂层的摩擦系数，使刀具具有更高的切削效率，排屑通畅；O、N元素的作用主要是和其他元素形成氧化物、氮化物、氮氧化物等，提高涂层的综合性能。进一步地，所述涂层的Ti靶、AlTi靶背部磁场为电磁加永磁结构，为了保证涂层质量的均一性，根据靶材的消耗，每炉对电磁场进行调整。实施例6本实施例的一种上述实施例3中AlTiSiCON超硬涂层的制备方法，选择采用电弧离子镀技术，具体制备步骤如下：(1)离子清洗工件经过装夹后安装于真空罐内，经抽气、烘烤后向罐内充入Ar，气体流量100sccm，气压0.5Pa，开启电子枪装置进行弧光放电，保持放电电流100A，同时在工件表面加载负偏压500V，开始离子清洗，时间40分钟；(2)制备TiN打底层关闭电子枪，关闭Ar气，向罐内充入N2，气体流量700-800sccm，气压2.5-3Pa，工件偏压降至300V，开启Ti靶，靶电流70A，时间5-10分钟；(3)制备AlTiN与AlTiSiCN的交错层关闭Ti靶，N2气体流量调整为800-1000sccm，气压3.5-4Pa，工件偏压降至200V，开启AlTi靶，靶电流80-85A，时间5-8分钟，制备AlTiN层；保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为400-500sccm，同时向真空罐充入六甲基二硅烷HMDS，蒸汽流量400-500sccm，气体总压力3.5Pa，时间5-8分钟，制备AlTiSiCN层；重复本步骤再制备AlTiN和AlTiSiCN层，以形成所述AlTiN与AlTiSiCN的交错层；(4)制备AlTiSiCON表层保持其他参数不变的前提下，将N2气体流量调整为300-400sccm，六甲基二硅烷HMDS的流量调整为300-400sccm，同时向真空罐充入O2，流量50-100sccm，气体总压力3-3.5Pa，偏压降至100-150V，时间20-40分钟，制备AlTiSiCON表层。进一步地，所述涂层使用的原材料包括铝原子百分比含量为67％的AlTi靶、Ti靶、六甲基二硅烷(HMDS)、高纯氮气、高纯氧气；其中，较高的铝含量形成的AlN、Al2O3的硬质颗粒可以细化涂层晶粒，涂层的硬度、韧性、抗高温性能、耐腐蚀性能均会不同程度的提高；涂层中的Si、C、O、N四种元素均以气态或蒸汽的形式充入真空罐，相比固态靶材而言，元素含量调整范围大，可以制备多种性能的涂层；Si元素在涂层内部与N、C、O等元素形成二元或多元的纳米晶颗粒，进一步细化晶粒；C元素可以降低涂层的摩擦系数，使刀具具有更高的切削效率，排屑通畅；O、N元素的作用主要是和其他元素形成氧化物、氮化物、氮氧化物等，提高涂层的综合性能。进一步地，所述涂层的Ti靶、AlTi靶背部磁场为电磁加永磁结构，为了保证涂层质量的均一性，根据靶材的消耗，每炉对电磁场进行调整。实施例7本实施例用以说明上述实施例中AlTiSiCON超硬涂层的具体参数设计及涂层性能分析。一、本发明AlTiSiCON涂层的分层及组成成分：本发明AlTiSiCON涂层分层结构见图1，各分层结构的成分组成见表1。绝大部分涂层的损坏均是从表面一层层开始的，为了提高涂层的耐久性并降低内应力，本发明采用多层结构，其中，TiN打底层与AlTiSiCON表层之间的AlTiN层、AlTiSiCN层、AlTiN层、AlTiSiCN层属于AlTiN层和AlTiSiCN的交错，因此称为AlTiN与AlTiSiCN的交错层；并且，TiN打底层的厚度为0.1-0.2μm，AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiN层厚度为0.1-0.3μm，AlTiN与AlTiSiCN的交错层中的单层AlTiSiCN层厚度为0.1-0.4μm，AlTiSiCON表层的厚度为0.5-2.5μm。表1AlTiSiCON纳米复合涂层分层成分组成(at.％)涂层(各分层)TiAlSiCNOTiN打底层45-5500035-450AlTiN层25-3040-500030-400AlTiSiCN层20-2535-455-105-1025-350AlTiN层25-3040-500030-400AlTiSiCN层20-2535-455-105-1025-350AlTiSiCON表层15-2530-405-105-1025-355-10二、靶材电磁线圈电流设置及靶面中心磁场的大小：本发明靶材背部磁场结构见图2-3(图2为AlTi靶背部磁场结构，图3为Ti靶背部磁场结构)，不同炉次靶材电磁线圈电流设置及靶面中心磁场的大小见表2。众所周知，离子镀技术在镀膜过程中靶材会不断消耗，无论靶材背部采用何种形式的磁场，随着靶材的变薄，靶面的磁场会越来越强，局部烧蚀会降低靶材的利用率，且每炉次的产品质量不一。本发明通过在Ti靶、AlTi靶背部安装电磁加永磁结构，电磁线圈安装在靶材中心，永磁铁均匀安装在靶材边缘形成圆形结构。永磁铁磁场不会变化，电磁场通过调整电磁线圈的电流来改变磁场，电磁场和永磁铁磁场耦合后作用于靶表面。Ti靶中电磁线圈产生和磁场和边缘的永磁铁磁场极性相同，随着靶材消耗变薄，需增加线圈电流保持平衡；AlTi中电磁线圈产生和磁场和边缘的永磁铁磁场极性相反，随着靶材消耗变薄，需降低线圈电流保持平衡。随着磁场的变化，靶面烧蚀的位置会逐步向外扩张，提高了靶材的利用率。表2不同炉次靶材电磁线圈电流设置及靶面中心磁场的大小三、各涂层性能参数对比：本实施例采用控制变量法在H13钢表面制备了AlTiN、AlTiCN、AlTiSiCN、TiAlSiCON涂层(低铝含量)、AlTiSiCON涂层(高铝含量，即实施例1-6中所述AlTiSiCON超硬涂层)5种复合涂层，即在镀膜工艺参数相同的前提下，通过改变涂层中的某种成分，分析该成分对涂层性能参数的影响，具体结果如表3所示。其中：涂层硬度采用HV-1000型显微维氏硬度计测量，加载载荷50g；利用ISC-200型针盘式摩擦磨损试验机和光学显微镜测试涂层的干摩擦系数和磨痕尺寸，对磨材料为氧化铝球；成分组成采用EDS能谱测试获得；选用Siemens公司生产的KRISTALLOFLEX805型XRD衍射仪对试样表面进行扫描，采用D500型测角器，对数据进行分析比对获得涂层的物相组成和晶粒尺寸。表3为各涂层性能参数对照表，磨痕尺寸越小意味着涂层更加耐磨。总体上看，Si元素的引入可以使涂层晶体颗粒更加细小，硬度更高。根据细晶强化理论，涂层韧性更好，因此更加耐磨。C元素可降低涂层的摩擦系数，使其在工作过程中摩擦阻力更小，从而具备高的加工效率。涂层中的高的铝含量可以提高涂层的硬度，晶粒尺寸更小，从而可以降低磨损。表3各涂层性能参数对照表四、本发明AlTiSiCON涂层的XRD物相图分析：图4是本发明AlTiSiCON涂层XRD物相图。可以看出：涂层中并没有Al的氮化物和氧化物晶体结构，在镀膜过程中，Al的氮化物，氧化物和碳化物很可能以非晶态的形式存在于涂层当中，这些非晶态的铝化物混合晶态的超硬物相会对涂层的高温性能产生很大的影响。五、本发明AlTiSiCON涂层与上述AlTiSiCN涂层高温处理后SEM形貌对比分析：图5是本发明AlTiSiCN涂层高温处理后SEM形貌图；图6是AlTiSiCON涂层高温处理后SEM形貌图。可以看出：AlTiSiCN涂层高温处理后表面出现絮状物氧化皮，说明涂层在高温下涂层结构发生了破坏，将极大影响其使用功能；AlTiSiCON涂层高温处理后表面并没有产生明显的氧化皮，且组织依然较为致密，说明涂层中加入氧元素的加入可以明显提高涂层的耐高温性能。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3