阴极磁场调制的硬质涂层刀具及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及切削刀具以及薄膜材料制备领域，具体而言，涉及一种阴极磁场调制的硬质涂层刀具及其制备方法和应用。该刀具包括刀具基体以及沉积在基体上的具有多层结构的氮化物涂层，氮化物涂层由多个交替单元组成，交替单元中包括一个应力为‑2GPa～‑5GPa的低应力层与一个应力为‑6GPa～‑8GPa的高应力层；氮化物涂层的厚度在8μm以上。刀具基体与涂层之间具有优异的膜基结合力。本发明专利技术还提供了上述刀具的制备方法，该制备工艺简单、生产成本低。本发明专利技术制备的刀具可以应用于中低碳钢、铸铁或不锈钢材料的机械加工领域。

【技术实现步骤摘要】
阴极磁场调制的硬质涂层刀具及其制备方法和应用
本专利技术涉及切削刀具以及薄膜材料制备领域，具体而言，涉及一种阴极磁场调制的硬质涂层刀具及其制备方法和应用。
技术介绍
现代切削加工工艺对加工效率提出了极为严苛的要求，因此迫切需求一种高耐磨、高抗冲击且使用寿命长久的刀具。传统的方法通常是利用物理气相沉积电弧离子镀在刀具上涂覆一层多元氮化物硬质涂层材料。但采用电弧离子镀制备的涂层通常存在较大的残余压应力，限制了硬质防护涂层的厚度(通常为1μm～6μm以保证良好的膜基结合)，进而导致刀具基体的耐磨性、抗冲击性以及使用寿命提升受限。因此，在保证涂层性能和良好膜基结合的前提下，有效提升涂层的厚度，是解决该问题的有效方法之一。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种刀具，所述的刀具具有高耐磨、高抗冲击以及切削寿命长等优点。本专利技术的第二目的在于提供一种所述的刀具的制备方法和应用，该方法解决了刀具基体上沉积的氮化物涂层厚度提升有限的技术问题，通过该方法制备的刀具的涂层厚度在8μm以上。为了实现本专利技术的上述目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.刀具，其特征在于，包括刀具基体及沉积在所述刀具基体上的氮化物涂层；/n所述氮化物涂层包括多个交替单元，所述交替单元包括一个低应力层与一个高应力层；/n所述低应力层的应力为-2GPa～-5Gpa，所述高应力层的应力为-6GPa～-8GPa；/n所述氮化物涂层的厚度≥8μm。/n

【技术特征摘要】
1.刀具，其特征在于，包括刀具基体及沉积在所述刀具基体上的氮化物涂层；
所述氮化物涂层包括多个交替单元，所述交替单元包括一个低应力层与一个高应力层；
所述低应力层的应力为-2GPa～-5Gpa，所述高应力层的应力为-6GPa～-8GPa；
所述氮化物涂层的厚度≥8μm。


2.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述交替单元的厚度为0.02μm～2μm；所述交替单元中所述低应力层与所述高应力层的厚度比为1:3～3:1。


3.根据权利要求1所述的刀具，其特征在于，所述氮化物的结构式为MeAlN或MeSiN，所述Me为钛或铬。


4.根据权利要求3所述的刀具，其特征在于，所述氮化物为氮化铝钛、氮化铝铬及氮化硅钛中的至少一种；
当所述氮化物为氮化铝钛时，各个元素原子百分比为铝20at％～30at％，钛15at％～30at％及氮45at％～55at％；
当所述氮化物为氮化铝铬时，各个元素原子百分比为铝20at％～30at％，铬15at％～30at％及氮45at％～55at％；
当所述氮化物为氮化硅钛时，各个元素原子百分比为硅5at％～15at％，钛35at％～45at％及氮45at％～55at％。


5.根据权利要求1～4任一项所述的刀具，其特征在于，所述刀具基体的基体材料为高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷或立方氮化硼中的一种。


6.权利要求1～5任一项所述的刀具的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海天，李立升，许雨翔，王启民，
申请(专利权)人：东莞市华升真空镀膜科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44