高的硬度。富钴过渡层中富含的粘结相，当涂层中形成的裂纹扩散到该区域时，由于其良好的韧性，可以吸收裂纹扩散时的能量，因此，能够有效地阻止裂纹向合金内部扩散，并且能较好地吸收刀具切削时的冲击能量，因而有尚的抗冲击初性特性，进而有利于提尚刀具材料的使用寿命。芯部为刚性组织区域，即正常组织层，WC晶粒分布均匀且细小，平均WC晶粒尺寸<500nm，具有超细硬质合金优异的力学性能。
[0044]TiAlSiZrN基复合涂层由作为过渡层的TiN层、沉积于过渡层上作为支撑层的TiN/TiSiN层、沉积于支撑层上作为耐磨层的TiSiN层和沉积于耐磨层上作为减磨层的TiAlSiZrN层构成;过渡层沉积于贫钴富立方相层表面。
[0045]其中，正常组织层的厚度大于2mm，富钴过渡层的厚度为20-100um;贫钴富立方相层的厚度为20-50 um。
[0046]过渡层厚度为500-2000nm;支撑层的厚度为500-4000 nm;耐磨层厚度为500-4000 nm;减磨层厚度为500-4000 nm。
[0047]所述支撑层由TiN层和TiSiN层交替构成，其中单层TiSiN层的厚度为9-15nm，单层TiSiN层的厚度为8-16 nm，相邻两层TiSiN层和TiN层的厚度之和为17-31 nm。
[0048]本发明的具有TiAlSiZrN基复合涂层的梯度超细硬质合金刀具，采用在表面贫钴富立方相层梯度超细硬质合金刀具基体上进行纳米多层复合涂层，可有效控制基体梯度和涂层的结构与成分，TiAlSiZrN基复合涂层与基体具有良好的结合力，所形成的刀具具有良好的耐磨耐温性能。
[0049]本发明的刀具基体从里到外由三层组成，分别为正常组织层、富钴过渡层、贫钴富立方相层。贫钴富立方相层中富含立方相氮化物或碳氮化物，硬质合金中的立方相氮化物和碳氮化物具有比密排六方相的WC更高的硬度。因此，贫钴富立方相的表层具有更高的硬度；富钴过渡层中富含的粘结相，当涂层中形成的裂纹扩散到该区域时，由于其良好的韧性，可以吸收裂纹扩散时的能量，因此，能够有效地阻止裂纹向合金内部扩散，并且能较好地吸收刀具切削时的冲击能量，因而有高的抗冲击韧性特性，进而有利于提高刀具材料的使用寿命;芯部为刚性组织区域，WC晶粒分布均匀且细小(平均WC晶粒尺寸< 500nm)，刀具基体具有优异的力学性能。
[0050]本发明充分利用纳米晶非晶复合、纳米多层复合，梯度复合以及多层结构涂层技术，形成结构和成分渐变，涂层与基体、以及涂层间具有良好的附着力。
[0051]与常规电弧离子镀技术相比，本发明采用多层结构技术抑制了柱状晶的生长，提高了涂层的致密度，使得复合涂层的耐腐蚀性增强，同时耐磨性也大幅度提高，使得所制备的刀具具有良好的耐腐蚀性能和耐磨性能。
[0052]本发明通过设置耐温较好的TiSiN层和摩擦系数较低的TiAlSiZrN层构建新型的耐磨和自润滑涂层，突破现有刀具涂层润滑性能较差的缺点，所制备的刀具具有良好的润滑性能。
[0053]本发明的具有TiAlSiZrN基复合涂层的梯度超细硬质合金刀具，相对于普通硬质合金刀具，其切削性能得到了大幅提高。
[0054]实施例4。
[0055]一种具有TiAlSiZrN基复合涂层的梯度超细硬质合金刀具，其制备过程包括刀具基体的制备及在刀具基体表面沉积TiAlSiZrN基复合涂层。
[0056]具体制备过程如下:
(1)以难熔金属碳化物、粘结金属和TiCN和其他粉末如TiC，TaC,或其他强氮化物形成元素的碳化物、碳氮化物为原料，通过球磨混合、干燥过筛、压制成型和烧结四个步骤制备得到硬质合金基体前驱体；
(2)对硬质合金基体前驱体进行精磨加工处理；
(3)对精磨加工处理后的硬质合金基体前驱体进行梯度烧结，制备得到表层贫钴和富立方相梯度结构硬质合金刀具基体；
(4)对刀具基体进行化学清洗后，然后在其表面沉积过渡层，该过渡层为TiN层;过渡层用于增进与刀具基体的结合力，降低内应力；
(5)在上述得到的过渡层上沉积支撑层，支撑层为TiN/TiSiN层;支撑层用于提高韧性和强度；
(6)在上述得到的支撑层上层积耐磨层，耐磨层为TiSiN层;耐磨层用于提高硬度、强度和抗氧化性能；
(7)在上述得到的耐磨层上层积减磨层，减磨层层为TiAlSiZrN层;减磨层可以提高抗氧化性能，降低摩擦系数。
本实施例所制备的具有TiAlSiZrN基复合涂层的梯度超细硬质合金刀具，复合涂层与刀具基体结合性良好，该合金刀具具有耐高温性、耐腐蚀性、耐磨性良好，且复合涂层的润滑性能良好的特点。
[0057]实施例5。
[0058]一种具有TiAlSiZrN基复合涂层的梯度超细硬质合金刀具，其制备过程包括刀具基体的制备及在刀具基体表面沉积TiAlSiZrN基复合涂层。
[0059 ] 刀具基体由以下质量百分比的各组分烧结而成:5-15%的T i C，2-5%的TaC，I O-15%合金粘结相，余量为WC。合金粘结相由以下质量百分比的粉体组成:0.5-5.5%的Cr ,0.5-5.5%的Mo,0.5-5.5%的B,0.5-5.5%的Al ,0.5-5.5%的V,0.5-5.5%的Y,0.5-5.5%的Si，余量为(:0，且合金粘结相中0、10、8^1、￥、￥和51的质量之和为合金粘结相质量的7-20%。
[0060]刀具基体的制备方法，包括以下步骤:
S1、制备合金粘结相:按质量百分比分别称取Cr、Mo、B、Al、V、Y、S1、Co八种粉体，将八种粉体混合均匀，得合金粘结相。优选将八种粉体置于球磨机中，用硬质合金研磨球球磨72小时，且每球磨Ih就暂停球磨1min，得到合金粘结相。
[0061]S2、制备坯料:按质量百分比分别称取合金粘结相、TiC、TaC、WC四种组分，四种组分组成原料粉体;按原料粉体总质量的1.5-2.5%称取石蜡，并将石蜡与原料粉体混合均匀，得到坯料。
[0062]S3、压制坯体:将坯料压制成型，得坯体。
[0063]可先用压模机将坯料压制成型，得初坯体;再用冷等静压机进一步压制初坯体，得坯体。
[0064]S4、烧结:将坯体置于烧结炉中，以5-8 °C /min的速度升温至1200-1250 °C，保温18-22min，并保持10—3Pa以下的真空度;然后向烧结炉中充入氮气并以l-3°C/min的速度升温至1420-1450 °C，保温55-65min且保持0.2MPa以上的压强；接着再以2-6 °C/min的速度降温至1000-1200°C，保温110-130min，并保持0.2MPa以上的压强；再接着坯体随炉冷却，并保持0.2MPa以上的压强，制得表面硬化的梯度硬质合金。
[0065]可在步骤S4前，进行预烧结步骤，所述预烧结步骤是将坯体置于烧结炉中，在惰性气体气氛下，以1400°C烧结1min;坯体随炉冷却后精修坯体外形。
[0066]该方法所制备的硬质合金基体具有优异的力学性能，改善了硬质合金的红硬性。硬质合金基体内的晶粒细小，硬质合金的表层富立方相而贫粘结相，并且表层下还有一富合金化粘结相的过度层，从而使硬质合金具有优异的硬度、耐磨性和韧性。
[0067]合金基体制备完成后，对其进行化学清洗，然后在其表面沉积TiAlSiZrN基复合涂层。
[0068]本实施例具体通过电弧离子镀方法将过渡层沉积于贫钴富立方相层，通过电弧离子镀方法将支撑层沉积于过渡层，通过电弧离子镀方法将耐磨层沉积于所述支撑层，通过电弧离子镀方法将所述减磨层沉积于所述耐磨层。
[0069]过渡层是在氮气环境下，气压0.1-0.5?&、电压10(^-25(^的条件下沉积的；
支撑层是在氮气环境下，气压0.5-2.3Pa、电压、150V-250V的条件下沉积的；
耐磨层是在氮气环境下，气压0.1-1Pa、电压150V -250V的条件下沉积的；
减磨层是在氮气环境下，气压0.1_0.5Pa、电压150V-250V的条件下沉积的。
[0070]TiAlSiZrN基复合涂层的沉积过程，具体如下，
(1)首先使电弧离子镀设备抽真空至以下，然后加热炉体至450-550°C，并保持电弧离子镀设备抽真空且内部气压不大于10—3Pa;
(2)通入纯度为99.999%的高纯度Ar气，在Ar流量为260 SCCM时保持压强为1.8-2.5Pa，在温度为380-450 V的条件下，利用Ar离子辉光清洗基体25_35min;在Ar离子辉光清洗基体的过程中，初始脉冲偏压为-600V、占空比为30%，在三分钟内，使得脉冲偏压达到-1000 V、占空比达到50%;靶材和基体中间放置遮挡板，避免靶材清洗过程中轰击出的靶材原子沉积在基体上；
(3)增加Ar+流量至3.0-4.0Pa，Ar+在1200V-1300V的基体偏压下获得高的粒子能量以轰击、侵烛基体，去除基体表面杂质；
(4)移开遮挡板，依次沉积制备过渡层、支撑层、耐磨层和减磨层；
(5)复合