一种高性能CrAlSiX合金靶材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能CrAlSiX合金靶材及其制备方法，其中，X为W、Mo、Nb、Ta中的一种或多种，所述高性能CrAlSiX合金靶材具有双层结构且由上层和底层复合而成，所述上层为CrAlSiX基体靶，所述CrAlSiX基体靶按原子百分比由以下成分组成：Cr＝20‑70％，Al＝20‑70％，Si＝0‑20％，X＝1‑20％；所述底层为具有良好导热性能和力学性能的金属合金。采用本发明专利技术靶材制备的刀具涂层可显著提升高速干式切削时的切削速率和刀具使用寿命。

A high performance cralsix alloy target and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高性能CrAlSiX合金靶材及其制备方法
本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种高性能CrAlSiX合金靶材及其制备方法。
技术介绍
自20世纪60年代以来，通过PVD技术在金属切削刀具表面沉积超硬薄膜材料，可显著提高切削速度和耐磨性，延长刀具使用寿命，成为提升刀具性能的主要方法。据统计，目前发达国家机加工用刀具的镀膜比例已超过90％，我国刀具镀膜比例也不断提升，而靶材作为镀膜技术中的关键源材料，需求也日益扩大。在实际应用中，加工不同种类的材料，对工模具性能要求又是多种多样的。为满足更为高速干式切削的要求，刀具涂层必须具备更高的红硬性和抗高温氧化性能，而现有的TiN、CrN、TiAlN、CrAlN涂层已无法满足。近年来，膜层的多元化和多层化成为当前刀具涂层的主要发展方向，因此也迫切要求靶材多元化。多组元的加入，每个组元都能起到各自特殊的作用；设计多层膜，可以发挥各个膜层的优异性能。AlCr基涂层中通过加入ⅣASi元素或Ⅴb、Ⅵb族难熔过渡金属元素W，Mo，Nb，Ta，均可提高涂层的热硬度和高温抗氧化性。在高速干式加工中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高性能CrAlSiX合金靶材，其特征在于，包括CrAlSiX基体靶，所述CrAlSiX基体靶按原子百分比由以下成分组成：Cr＝20-70％，Al＝20-70％，Si＝0-20％，X＝1-20％；其中，X为W、Mo、Nb、Ta中的一种或多种。/n

【技术特征摘要】
1.一种高性能CrAlSiX合金靶材，其特征在于，包括CrAlSiX基体靶，所述CrAlSiX基体靶按原子百分比由以下成分组成：Cr＝20-70％，Al＝20-70％，Si＝0-20％，X＝1-20％；其中，X为W、Mo、Nb、Ta中的一种或多种。


2.根据权利要求1所述的靶材，其特征在于，所述CrAlSiX基体靶按原子百分比由以下成分组成：Cr＝20-70％，Al＝20-70％，Si＝0-15％，X＝1-10％；优选地，所述CrAlSiX基体靶按原子百分比由以下成分组成：Cr＝20-70％，Al＝20-70％，Si＝2-10％，X＝1-5％。


3.根据权利要求1或2所述的靶材，其特征在于，所述CrAlSiX基体靶的相对密度超过99％，平均晶粒尺寸不大于100μm。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的靶材，其特征在于，所述靶材由上层和底层复合而成，所述上层为所述CrAlSiX基体靶，所述底层为兼具有良好导热性能和力学性能的合金；优选地，所述底层的热导率不小于150W/(m.K)，抗拉强度不小于100MPa，屈服强度不小于75MPa，塑性不小于2％；更优选地，所述底层为铝合金、铜合金或者钼合金；更优选地，所述底层为铝合金，所述铝合金中含有Si、Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、Cr合金元素中至少一种；进一步优选地，所述铝合金为AlY，其中Y选自Cr，Ti，Si，Cu，Mn，Zn中的一种或多种，所述Y元素含量按原子百分比为2％-40％。


5.根据权利要求4所述的靶材，其特征在于，通过热等静压扩散焊连接技术将所述底层紧密焊接于所述上层；优选地，对于单层的CrAlSiX基体靶而言靶材厚度为12-32mm；对于双层靶材而言，所述上层的厚度为3-27mm，底层的厚度为2-10mm。


6.一种上述高性能CrAlSiX合金靶材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，按照如权利要求1-5中任一项所述靶材的成分设计称取原料粉制备合金粉末；如果制备双层合金靶材，则分别制备上层CrAlSiX合金粉末和底层合金粉末；
步骤二，对合金粉末进行模压处理，得到模压压坯；如果制备双层合金靶材，则对所述上层CrAlSiX合金粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤戈，张欠男，魏铁峰，李建奎，姚伟，缪磊，
申请(专利权)人：北京安泰六九新材料科技有限公司，涿州安泰六九新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11