具有复合涂层的机械部件及其制备方法技术

本申请涉及了一种具有复合涂层的机械部件及其制备方法。所述机械部件包括：基体、结合层、过渡层、交替层及功能层。所述结合层形成在所述基体的至少一部分表面上，其中所述结合层的材质包含TiN、CrN中的任一种；所述过渡层形成在所述结合层上，其中所述过渡层的材质为AlTiCrN；所述交替层形成在所述过渡层上，其中所述交替层包括依序交替堆叠的第一金属陶瓷层及第二金属陶瓷层，其中所述第一金属陶瓷层的材质为TiSiYN，所述第二金属陶瓷层的材质为AlTiCrN；及所述功能层形成在所述交替层上，其中所述功能层的材质为TiSiYN。本申请的具有所述复合涂层的机械部件具有良好的热稳定性能、硬度和韧性，从而大幅度地提高机械加工效率及使用寿命。

Mechanical components with composite coatings and their preparation methods

The present application relates to a mechanical component with a composite coating and a preparation method thereof. The mechanical components include a matrix, a bonding layer, a transition layer, an alternating layer and a functional layer. The bonding layer is formed on at least part of the surface of the matrix, and the material of the bonding layer includes either TiN or CrN; the transition layer is formed on the bonding layer, in which the material of the transition layer is AlTiCrN; the alternating layer is formed on the transition layer, which includes the first cermet layer and the second cermet layer stacked alternately in sequence. The first ceramic layer is TiSiYN, the second ceramic layer is AlTiCrN, and the functional layer is formed on the alternating layer, and the material of the functional layer is TiSiYN. The mechanical parts with the composite coating have good thermal stability, hardness and toughness, thereby greatly improving the machining efficiency and service life.

【技术实现步骤摘要】
具有复合涂层的机械部件及其制备方法
本申请的实施例涉及复合涂层
，更具体地，涉及用于机械部件的复合涂层。
技术介绍
在工业中，高难度加工材料的使用越来越频繁，普通机械部件已经不能满足新的使用要求，镀层的作用得到人们的密切关注和研究。通过物理或化学方法在基体表面沉积一层高硬度、耐磨性能好，高温热稳定性优良的硬质薄膜的方法已经得到广泛应用。随着使用要求的不断提高，对表面涂层的耐高温稳定性、抗氧化性及机械部件使用寿命提出了越来越高的要求。在干式快速切削过程中，涂层在高温下容易发生分解失效，无法实现对机械部件的保护作用，导致机械部件磨损崩刃。通过构造涂层纳米多层结构，通过涂层的外延生长模式优化涂层生长结构，可以进一步提高涂层的高温热稳定性、硬度和韧性。
技术实现思路
本申请的实施例的目的之一在于提供一种具有复合涂层的机械部件及其制备方法，所述复合涂层具有多层堆叠结构，其中采用物理气相沉积方法(PVD)使得各涂层由不同合金材料的组成，以增强所述复合涂层对机械部件的结合性、高温稳定性及耐磨损性能，从而使所述机械部件满足在高强度高应力条件下的切削性能要求。本申请的一些实施例提供了一种具有复合涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有复合涂层的机械部件，其包括：基体；结合层，其形成在所述基体的至少一部分表面上，其中所述结合层的材质包含TiN、CrN中的任一种；过渡层，其形成在所述结合层上，其中所述过渡层的材质为AlTiCrN；交替层，其形成在所述过渡层上，所述交替层包括多层依序交替堆叠的第一金属陶瓷层及第二金属陶瓷层，其中所述第一金属陶瓷层的材质为TiSiYN，所述第二金属陶瓷层的材质为AlTiCrN；及功能层，其形成在所述交替层上，其中所述功能层的材质为TiSiYN。

【技术特征摘要】
1.一种具有复合涂层的机械部件，其包括：基体；结合层，其形成在所述基体的至少一部分表面上，其中所述结合层的材质包含TiN、CrN中的任一种；过渡层，其形成在所述结合层上，其中所述过渡层的材质为AlTiCrN；交替层，其形成在所述过渡层上，所述交替层包括多层依序交替堆叠的第一金属陶瓷层及第二金属陶瓷层，其中所述第一金属陶瓷层的材质为TiSiYN，所述第二金属陶瓷层的材质为AlTiCrN；及功能层，其形成在所述交替层上，其中所述功能层的材质为TiSiYN。2.根据权利要求1所述的机械部件，其中所述第一金属陶瓷层及所述第二金属陶瓷层中的任一者的层数为50层～100层。3.根据权利要求1所述的机械部件，其中所述第一金属陶瓷层及所述第二金属陶瓷层中的任一者的厚度为0.2nm～3nm；并且所述复合涂层的总厚度为1μm～6μm。4.根据权利要求1所述的机械部件，其中所述过渡层及所述第二金属陶瓷层中除N元素以外其他元素按原子百分比计，包括40％～70％的铝(Al)、10％～30％的铬(Cr)及10％～30％的钛(Ti)。5.根据权利要求1所述的机械部件，其中所述功能层及所述第一金属陶瓷层中除N元素以外其他元素按原子百分比计，包括75％～90％的钛(Ti)、10％～20％的硅(Si)及0％～5％的钇(Y)。6.根据权利要求1所述的机械部件，其中所述机械部件为刀具。7.一种制备根据权利要求1-6中任一项所述的具有复合涂层的机械部件的方法，包括如下步骤：提供基体；采用PVD工艺于所述基体的至少一部分表面上形成结合层，其中所述结合层的材质为包含TiN、CrN中的任一种；采用PVD工艺于所述结合层的表面上形成过渡层，其中所述过渡层的材质为AlTiCrN；采用PVD工艺于所述过渡层的表面上形成交替层，其中所述交替层由第一金属陶瓷层及第二金属陶瓷层依序交替堆叠形成，其中所述第一金属陶瓷层的材质为TiSiYN，所述第二金属陶瓷层的材质为AlTiCrN；并且采用PVD工艺于所述交替层的表面上...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈学忠，贺林青，温振伟，李庆超，
申请(专利权)人：纳狮新材料浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33