一种复合涂层刀具及其制备方法与流程

文档序号:19191483发布日期:2019-11-20 02:13阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种复合涂层刀具,包括刀具基体和沉积于所述刀具基体上的复合涂层,其特征在于,所述复合涂层包括一交替沉积a层和b层的周期性涂层,所述a层为ti1-aalan层,其中0.3≤a≤0.67,所述a层的厚度为20nm~500nm,所述b层为交替沉积ti1-xalxn层和ti1-y-zalysizn层的周期性涂层,其中0.3≤x≤0.67,0≤y≤0.6,0.05≤z≤0.25,所述ti1-xalxn层的单层厚度为2nm~40nm,所述ti1-y-zalysizn层的单层厚度为2nm~40nm,所述b层的厚度为20nm~500nm。

2.根据权利要求1所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述ti1-aalan层中,0.4≤a≤0.6,所述ti1-xalxn层中,0.4≤x≤0.6,所述ti1-y-zalysizn层中,0.4≤y≤0.6,0.08≤z≤0.15。

3.根据权利要求1所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述a层的厚度为40nm~200nm,所述ti1-xalxn层的单层厚度为2nm~20nm,所述ti1-y-zalysizn层的单层厚度为2nm~20nm,所述b层的厚度为40nm~200nm。

4.根据权利要求1所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述交替沉积a层和b层的周期性涂层是以“a层到b层”为一个循环周期的多周期涂层,所述交替沉积ti1-xalxn层和ti1-y-zalysizn层的周期性涂层是以“ti1-xalxn层到ti1-y-zalysizn层”为一个循环周期的多周期涂层。

5.根据权利要求1所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述b层中的ti1-xalxn层和ti1-y-zalysizn层共格外延生长,层间界面为共格界面,所述a层和相邻的ti1-xalxn层共格外延生长,层间界面为共格界面,所述a层和相邻的ti1-y-zalysizn层共格外延生长,层间界面为共格界面。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述复合涂层还包括一沉积于所述刀具基体表面的tial金属层,所述交替沉积a层和b层的周期性涂层沉积于所述tial金属层上;

和/或,所述复合涂层的总厚度为1.5μm~10μm。

7.根据权利要求6所述的复合涂层刀具,其特征在于,所述tial金属层的厚度为20nm~60nm;和/或,所述复合涂层的总厚度为2μm~6μm。

8.一种如权利要求1~7中任一项所述的复合涂层刀具的制备方法,包括以下步骤:

(1)将刀具基体进行预处理;

(2)在预处理后的刀具基体上可选择性地沉积tial金属层,然后交替沉积a层和b层,形成以a层到b层为一个循环周期的多周期涂层,其中,a层为ti1-aalan层,b层是通过交替沉积ti1-xalxn层和ti1-y-zalysizn层、形成以ti1-xalxn层到ti1-y-zalysizn层为一个循环周期的多周期涂层而制得。

9.根据权利要求8所述的复合涂层刀具的制备方法,其特征在于,所述沉积是采用物理气相沉积工艺进行,采用多靶交替沉积方式。


技术总结
本发明公开了一种复合涂层刀具及其制备方法,该复合涂层刀具包括刀具基体和沉积于刀具基体上的复合涂层,复合涂层包括一交替沉积A层和B层的周期性涂层,A层为Ti1‑aAlaN层,B层为交替沉积Ti1‑xAlxN层和Ti1‑y‑zAlySizN层的周期性涂层。制备方法包括将刀具基体进行预处理,然后可选择性地沉积TiAl金属层,再交替沉积A层和B层,其中B层是通过交替沉积Ti1‑xAlxN层和Ti1‑y‑zAlySizN层制得。本发明的复合涂层刀具具有高硬度、高强度、优异的高温抗氧化能力、高温稳定性与时效硬化特性,且涂层与基体之间表现出良好结合强度,制备方法工艺简单,生产成本低。

技术研发人员:陈利;刘慧君;李佳;吴明晶;裴斐;温光华
受保护的技术使用者:株洲钻石切削刀具股份有限公司
技术研发日:2019.07.30
技术公布日:2019.11.19
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