【技术实现步骤摘要】
一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层及其制备方法
本专利技术属于切削刀具表面涂层
,具体涉及一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层及其制备方法。
技术介绍
在切削刀具表面制备一层薄的涂层可以成倍地提高刀具的表面硬度和使用寿命,目前国内外使用的切削刀具绝大多数都采用了涂层处理。氮化物硬质涂层是切削刀具表面上广泛使用的涂层材料,譬如TiN、TiAlN、CrAlN、TiAlCrN、TiAlSiN等,这类涂层材料的共性是在高温工作状态下抗氧化能力差,易发生月牙洼磨损,甚至氧化剥落失效。当前,切削技术不断进步和发展,尤其是高速切削、干式切削技术的应用越来越多,这类切削技术同时面临的一个问题是切削温度升高。因此,氮化物涂层刀具在高速切削、干式切削等切削新技术中的应用受到挑战。氧化物涂层的优势是涂层本身是氧化物,不存在涂层氧化的问题或者涂层自身就是抗氧化的,这类涂层更适宜于刀具在高温条件下工作。α-Al2O3由于结构致密、化学稳定性好、热稳定性好以及具有较高的硬度和韧性,是高温条件下切削加工的理想刀 ...
【技术保护点】
1.一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层,其特征在于,涂层是由高熵合金粘结层、氧化物模板层、氧化物核心层、氮化物表层四个子层构成的整体,这四个子层的顺序是由内至外,涂层总厚度为1~3μm。/n
【技术特征摘要】
1.一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层,其特征在于,涂层是由高熵合金粘结层、氧化物模板层、氧化物核心层、氮化物表层四个子层构成的整体,这四个子层的顺序是由内至外,涂层总厚度为1~3μm。
2.根据权利要求1所述的一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层,其特征在于,所述高熵合金粘结层为CoaNibCrcAldYe,a+b+c+d+e=1,a、b、c、d、e的取值范围为0.15~0.4,厚度为50~200nm。
3.根据权利要求1所述的一种抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层,其特征在于,所述氧化物模板层为α-Cr2O3,厚度为150~300nm;所述氧化物核心层为α-Al2O3,厚度为500~2000nm;所述氮化物表层为AlTiZrN,厚度为300~500nm。
4.一种权利要求1~3任意一项所述的抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、将清洁的基底材料装入涂层设备真空室中,抽真空并加热;
B、对基底表面进行离子刻蚀;
C、利用电弧蒸镀工艺制备高熵合金粘结层;
D、利用阴极电弧镀膜工艺制备氧化物模板层;
E、利用阴极电弧镀膜工艺制备氧化物核心层;
F、利用阴极电弧镀膜工艺制备氮化物表层。
5.根据权利要求4所述的抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层的制备方法,其特征在于,步骤A中,所述抽真空并加热是先将背底真空抽至0.03Pa及以下时,打开炉壁的辅助加热装置对基底进行加热,同时打开机架转动电源使基底在真空室内进行自转和公转运动,至基底温度达到380℃。
6.根据权利要求4所述的抗月牙洼磨损的铝钛锆氮与氧化铝多层复合涂层的制备方法,其特征在...
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