The invention discloses a Mo Se Ta+TiAlTaN soft and hard composite coating tool and its preparation method, the coating tool comprises a tool base material, base material for high-speed steel or hard alloy tool by the substrate to the surface coating layer, followed by Ti+TiN TiAlTaN Zr hard coating layer, transition layer and Mo Se Ta soft coating. Preparation method of the coating tool by multi arc ion plating + MF magnetron sputtering method, including deposition of Ti+TiN layer, deposition of TiAlTaN hard coating, deposition of Zr transition layer and deposition of Mo Se Ta soft coating steps. The invention of the coating tool not only has high hardness, but also has good lubricating property and low friction coefficient, and has good thermal stability, oxidation resistance, corrosion resistance and wear resistance; and has broad application prospects; the preparation method is simple and easy to operate.
【技术实现步骤摘要】
Mo-Se-Ta+TiAlTaN软硬复合涂层刀具及其制备方法
本专利技术属于机械切削刀具制造领域,尤其涉及Mo-Se-Ta+TiAlTaN软硬复合涂层刀具及其制备方法。
技术介绍
TiN涂层作为一种硬质涂层,已广泛应用于切削刀具、刃具及各种模具表面作为耐磨和耐腐蚀层。然而,作为刀具涂层,切削过程中,TiN涂层表现出了抗氧化温度低,热硬度低等缺点。为提高TiN涂层硬度和热稳定性等,进一步研制出TiSiN、TiCrN及TiAlN等多种硬涂层。然而,作为刀具涂层,切削过程中,硬涂层刀具与工件摩擦系数较高,切削力大,导致切削温度较高,刀具寿命下降,加工工件表面质量受影响。为降低摩擦系数,减小刀具磨损,开发研制出一系列软涂层刀具,但软涂层硬度较低,易于磨损。软硬复合涂层刀具既硬涂层的高硬度,又具有软涂层的自润滑功效,使涂层刀具寿命得到了较大改善。Ta元素作为一种过渡金属元素,具有良好的耐腐蚀性和抗氧化能力([1]PfeilerM.,etal.JournalofVacuumScience&TechnologyA:Vacuum,Surfaces,andFilms,2009,27(3):554-560.[2]RachbauerR.,etal.SurfaceandCoatingsTechnology,2012,211:98-103.)。因此,Ta元素的添加不仅能够提高软、硬涂层的热稳定性、抗氧化能力和耐腐蚀能力,同时能够提高软涂层的硬度。文献(KhetanV.,etal.ACSAppliedMaterials&Interfaces,2014,6(17):15 ...
【技术保护点】
一种Mo‑Se‑Ta+TiAlTaN软硬复合涂层刀具,其特征在于:包括刀具基体材料(1),所述基体材料为高速钢或硬质合金,由刀具基体到表面涂层依次为Ti过渡层(2)、TiN过渡层(3)、TiAlTaN硬涂层(4)、Zr过渡层(5)和Mo‑Se‑Ta软涂层(6)。
【技术特征摘要】
1.一种Mo-Se-Ta+TiAlTaN软硬复合涂层刀具,其特征在于:包括刀具基体材料(1),所述基体材料为高速钢或硬质合金,由刀具基体到表面涂层依次为Ti过渡层(2)、TiN过渡层(3)、TiAlTaN硬涂层(4)、Zr过渡层(5)和Mo-Se-Ta软涂层(6)。2.如权利要求1所述的Mo-Se-Ta+TiAlTaN软硬复合涂层刀具的制备方法,其特征在于,采用多弧离子镀+中频磁控溅射方式,包括以下步骤:(1)前处理:将刀具基体材料研磨抛光至镜面,依次放入酒精和丙酮中超声清洗各20-30min,去除表面油渍等污染物,采用真空干燥箱充分干燥后迅速放入镀膜机真空室,真空室本底真空为7.0×10-3Pa,加热至200-250℃,保温30-40min;(2)离子清洗:通入工作气体Ar2,其压力为0.5-1.5Pa,开启偏压电源,电压700-900V,占空比0.2,辉光放电清洗20-30min;偏压降低至300-600V,开启离子源离子清洗20-30min,开启电弧源Ti靶,偏压500-600V,靶电流40-70A,离子轰击Ti靶1-2min;...
【专利技术属性】
技术研发人员:邢佑强,高俊涛,吴泽,李晓,孙东科,刘晓军,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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