一种硬质合金铣刀的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种硬质合金铣刀的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层及其制备方法。自润滑涂层采用梯度层结构，由结合层、加硬层、高温自润滑层构成。对经过化学清洗的硬质合金铣刀进行离子刻蚀，然后采用电弧离子镀方法沉积纯AlCrN膜作为结合层，随后在结合层基础上制备AlCrN/AlCrNbSiTiBN超硬高熵合金纳米多层膜加硬层，最后在加硬层的基础上制备AlCrNbSiTiBC高温自润滑层。涂层从结构上为多种合金涂层材料的组合，成分上具有渐变特点，硬度上有梯度结构，可以大幅度降低涂层的内应力和提高涂层的韧性，可以较好克服现有铝合金用的硬质合金加工刀具涂层耐磨和抗粘性能不足缺点，大幅度提高铝合金加工铣刀的寿命和适应性。

A kind of high temperature self-lubricating coating of alcrnbsitibc for cemented carbide milling cutter and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金铣刀的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层及其制备方法
本专利技术属于薄膜材料
，涉及一种铣刀设备的涂层，具体涉及一种硬质合金铣刀的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层及其制备方法。
技术介绍
铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，已广泛应用于航空航天、汽车行业、机械结构件和3C电子行业等领域，按照加工方法可以分为形变铝合金和铸造铝合金两大类。铝材材料软，但是比较粘，切削时极易产生积屑瘤，导致刀具快速磨损，所以加工铝合金一般要求刀具具有较低的摩擦系数来降低积屑瘤的产生。目前切削加工铝合金可供选择的刀具材料有硬质合金、陶瓷和聚晶金刚石(PCD)。使用硬质合金切削铝合金材料时，两者之间相容性好，容易粘刀，刀具耐磨性差。而且因为在铝合金材料中通常加入硅来提高其应用性能，硅元素会与合金刀具反应更是加速硬质合金的磨损；陶瓷刀虽然具有更高的硬度和耐磨性、良好的高温性能，但是陶瓷的脆性大和热导率低易产生裂纹导致刀片破损；聚晶金刚石(PCD)刀具切削加工铝合金是大规模工业生产的首选刀具材质，但其价格高昂，不利于做本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硬质合金铣刀的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层，其特征在于：所述自润滑涂层采用梯度层结构，由内至外依次为结合层、加硬层和高温自润滑层，所述结合层为通过电弧离子镀方法在硬质合金铣刀表面制备的AlCrN膜，所述加硬层为AlCrN/AlCrNbSiTiBN超硬高熵合金纳米多层膜，所述高温自润滑层为AlCrNbSiTiBC膜。/n

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金铣刀的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层，其特征在于：所述自润滑涂层采用梯度层结构，由内至外依次为结合层、加硬层和高温自润滑层，所述结合层为通过电弧离子镀方法在硬质合金铣刀表面制备的AlCrN膜，所述加硬层为AlCrN/AlCrNbSiTiBN超硬高熵合金纳米多层膜，所述高温自润滑层为AlCrNbSiTiBC膜。


2.如权利要求1所述的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层，其特征在于：所述结合层的涂层厚度为400-1200纳米。


3.如权利要求1所述的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层，其特征在于：作为加硬层的AlCrN/AlCrNbSiTiBN超硬高熵合金纳米多层膜由AlCrN和AlCrNbSiTiBN交替组成。


4.如权利要求3所述的自润滑涂层，其特征在于：所述加硬层中，AlCrN单层厚为5-20纳米，AlCrNbSiTiBN单层厚度为5-30纳米，调制周期为10-50纳米，加硬层总厚度为500-1000纳米。


5.如权利要求1所述的AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层，其特征在于：所述高温自润滑层的涂层厚度为300-1000纳米。


6.一种权利要求1中所述AlCrNbSiTiBC高温自润滑复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、准备电弧离子镀装置，将已经成型好的铣刀放在电弧离子镀装置的真空室内的工件架上，对铣刀采用离子刻蚀清洗，使得铣刀表面达到镀膜的要求；
步骤2、通入氮气，开启AlCr靶，采用电弧离子镀技术在铣刀表面沉积Al...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兵，李敬雨，刘琰，陈燕鸣，郭嘉琳，李正刚，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42