【技术实现步骤摘要】
一种提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法
本专利技术涉及一种提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法，属于材料表面改性
技术介绍
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料，具有硬度高、强度和韧性较好、耐热、耐磨、耐腐蚀等一系列优良性能，被广泛用作刀具材料，如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等，用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材，但在切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料时将由于硬度不足将会严重影响刀具的使用寿命。钛铝氮涂层是目前应用较广的硬质涂层，作为一种防护涂层，其具有制备工艺成熟、硬度高、高温抗氧化性好、耐磨耐腐蚀等一系列优良性能，涂覆钛铝氮涂层的硬质合金刀具成为目前国内使用的主流刀具。采用直流脉冲磁控溅射技术制备钛铝氮涂层，由于磁控溅射技术具有离化率高且产生的离子数量多、粒子团小，且工作气压低、工作温度低等优点，使得制备的钛铝氮涂层质量较好。然而，钛铝氮涂层与硬质合金之间的晶格匹配与热力学性质差异较大，直接在硬质合金上涂覆钛铝氮涂层常因涂层硬度高、韧性差的缘故导致涂层结合强度低、...
【技术保护点】
1.一种提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）硬质合金试样预处理：将硬质合金试样进行机械研磨、抛光，然后依次浸入丙酮、酒精和蒸馏水中分别进行超声波清洗各5~20 min，冷风吹干备用；（2）将预处理好的硬质合金试样放入双辉等离子渗金属真空室样品台上，采用自制靶材，将纯度为99.9%，直径2~4mm、长20mm的钽丝嵌入到50×50×3 mm3方形不锈钢板内，悬挂靶材并调节靶材与硬质合金片样品之间的距离，放置好辅助阴极，关闭真空室；（3）采用机械泵对真空室抽真空至2 Pa以下，然后通入氩气并调节氩气流量至工作气压为25~35 Pa，同时对源极...
【技术特征摘要】
1.一种提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法，其特征在于：包括以下步骤，（1）硬质合金试样预处理：将硬质合金试样进行机械研磨、抛光，然后依次浸入丙酮、酒精和蒸馏水中分别进行超声波清洗各5~20min，冷风吹干备用；（2）将预处理好的硬质合金试样放入双辉等离子渗金属真空室样品台上，采用自制靶材，将纯度为99.9%，直径2~4mm、长20mm的钽丝嵌入到50×50×3mm3方形不锈钢板内，悬挂靶材并调节靶材与硬质合金片样品之间的距离，放置好辅助阴极，关闭真空室；（3）采用机械泵对真空室抽真空至2Pa以下，然后通入氩气并调节氩气流量至工作气压为25~35Pa，同时对源极与阴极施加电压并维持在200~300V的压差，阴极电压高于源极电压，维持样品温度600~1000℃；反溅射清洗10~30min；随后将源极与阴极电压反转，维持同样压差和样品温度，渗钽3~10min，渗层制备完毕在流动氩气氛围内冷却2~3h；（4）取出渗钽样品装入磁控溅射设备的真空室基片台上，将粉末冶金制成的纯度为99.9%的圆柱形钛铝合金靶安装在直流脉冲磁控靶上，调节靶材与样品之间的距离，然后旋转样品台使基片台正对考夫曼离子源，关闭真空室；（5）采用机械泵与分子泵对真空室抽真空至2.0×10-3~5.0×10-3Pa，通入氩气，工作气压稳定在8×10-2~3×10-1Pa时，开启考夫曼离子源电源对样品表面进行溅射清洗；（6）清洗完毕后关闭离子源电源，通入氩气与氮气并调节氮气分压比，然后对样品施加负偏压，开启直流脉冲电源，调节功率制备钛铝氮涂层，沉积时间为60~100min；（7）涂层制备完成后关闭直流脉冲电源与偏压电源，将流量调零并关闭流量计，关闭分子泵，向腔室内充气至真空室打开，取出样品。2.根据权利要求1所述的提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法，其特征在于：步骤（2）中，采用金属钽作为靶材，靶与样品之间的距离为10~15mm。3.根据权利要求1所述的提高硬质合金表面钛铝氮涂层强韧性的方法，其特征在于：步骤（3）中，采用双辉等离子渗金属技术制备钽过渡层，源极与阴极压差为200~300V，工件温度维持在600~1000℃。4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：周兵，刘竹波，于盛旺，吴玉程，马永，黑鸿君，徐斌，王雪松，王钰鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14
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