复合刀具涂层及其制备方法技术

本申请公开了一种复合刀具涂层及其制备方法。复合刀具涂层由内向外依次包覆的界面层、CrN结合层和AlCrN包覆层，所述界面层为纳米二硫化钼与柠檬酸溶液混合制备的基体凝胶液，经干燥包覆制备而成。其制备方法为：S1、取刀具并打磨并洗涤处理，静置晾干得表面处理刀具；S2、将金属络合溶胶液与基体凝胶液混合并涂覆至刀具表面，加热煅烧得界面层；S3、以Cr为靶材，沉积处理CrN结合层；S4、以AlCr为靶材沉积处理AlCrN包覆层，即可制备得复合刀具涂层。本申请的制备方法添加Al元素，在高温下能形成致密的Al、Cr氧化物，有效降低外力作用部分的应力强度，减少了涂层损坏的现象。减少了涂层损坏的现象。减少了涂层损坏的现象。

【技术实现步骤摘要】
复合刀具涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于硬质涂层
，更具体地，涉及一种复合刀具涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着制造业的发展，硬质涂层已由最初简单的二元涂层进入到多元多层涂层的新阶段，在CrN涂层中添加Al元素后形成的Cr
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AlN涂层的技术方案，在硬度、耐高温和耐磨损性能上有明显的提高，而随着Al元素含量的提髙，Al原子数含量超过50％后形成的AlCrN涂层的性能进一步提高，极大地扩宽了三元涂层的应用领域，并有望成为当前三元氮化物涂层最典型的代表。
[0003]由于现有的刀具的AlCrN硬质涂层与刀具表面还是采用沉积的方案进行直接负载，在实际使用过程中，金属与涂层之间在受外力作用时，由于涂层承载性能不佳，在外力作用下硬质涂层与金属之间的结合强度低，就会导致硬质涂层在实际使用时易产生脱落的现象。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种复合刀具涂层，该复合刀具涂层与基体间结合强度高，涂层承载性能优异，在外力作用下硬质涂层与金属之间的结合强度高。
[0006]本专利技术还提供一种复合刀具涂层的制备方法，该制备方法制备步骤简单，提高了制备的效率。
[0007]根据本专利技术实施例的铜基粉末冶金摩擦材料的制备方法，包括由内向外依次包覆的界面层、CrN结合层和AlCrN包覆层，所述界面层为纳米二硫化钼与柠檬酸溶液混合制备的基体凝胶液，经干燥包覆制备而成。
[0008]根据本专利技术实施例的复合刀具涂层，在硬质涂层和刀具表面之间，包覆一层以二硫化钼为主体的界面层，以改善刀具表面与沉积的硬质涂层之间的结合性能，由于二硫化钼通过溶胶沉积的方案沉积在材料表面，一方面，溶胶材料与刀具材料表面的结合强度较高，能显著改善刀具表面与涂层之间的结合强度，另一方面，硬质涂层在受外力作用下，由于二硫化钼具有良好的高承载性能，经二硫化钼的高承载性能的卸力作用能降低外力作用下产生的应力集中导致的涂层损坏的现象，从而有效改善AlCrN刀具涂层与刀具表面之间的结合强度，降低AlCrN硬质涂层的脱落现象。
[0009]根据本专利技术实施例的复合刀具涂层还可以具有以下附加技术特征：
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述界面层还包括金属络合溶胶液，所述金属络合溶胶液的制备步骤为：(1)将聚乙烯醇添加至二甲基亚砜中，搅拌混合并收集混合液；(2)取混合液、金属络合物和硫酸氢钠搅拌混合，在氮气气氛下，加热保温反应处理，得混合液；(3)将混合液添加至丙酮中，搅拌混合并静置陈化，过滤并收集沉淀，将沉淀添加至金属离子溶液中，得金属络合溶胶液。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述金属离子溶液包括：氯化铁溶液、氯化锌溶液或氯化铝溶液中的任意一种。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，所述金属络合物为3，4
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二羟基苯丙氨酸。
[0013]根据本专利技术第二方面实施例的复合刀具涂层的制备方法包括：S1、取刀具并打磨并洗涤处理，静置晾干得表面处理刀具；S2、将金属络合溶胶液与基体凝胶液搅拌混合并分散处理，收集改性分散凝胶液并涂覆至表面处理刀具表面，干燥后升温加热保温煅烧，静置冷却至室温，得界面层；S3、待界面层包覆完成后，再将经界面层包覆后的刀具置于转架上，以Cr为靶材，沉积处理CrN结合层；S4、待CrN结合层沉积完成后，再以AlCr为靶材沉积处理AlCrN包覆层，即可制备得复合刀具涂层。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，步骤S1所述的打磨处理为分别采用800#、1200#和1500#的砂纸进行打磨处理。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，步骤S2所述的升温加热保温煅烧步骤为：按3℃/min升温至150～180℃，保温处理3～5h后，再按1℃/min升温至300～350℃，保温加热。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，步骤S3所述的CrN结合层沉积厚度为0.05～0.10μm，沉积温度为480～550℃。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，步骤S4所述的AlCrN包覆层沉积厚度为3～5μm，沉积温度为480～500℃。
[0018]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0019]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0020]图1为根据本专利技术实施例的复合刀具涂层的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0021]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0022]下面结合附图具体描述根据本专利技术实施例的铜基粉末冶金摩擦材料的制备方法。
[0023]首先，根据本专利技术实施例的复合刀具涂层包括：由内向外依次包覆的界面层、CrN结合层和AlCrN包覆层，所述界面层为纳米二硫化钼与柠檬酸溶液混合制备的基体凝胶液，经干燥包覆制备而成。
[0024]由此，本申请在硬质涂层和刀具表面之间，包覆一层以二硫化钼为主体的界面层，以改善刀具表面与沉积的硬质涂层之间的结合性能，由于二硫化钼通过溶胶沉积的方案沉积在材料表面，一方面，溶胶材料与刀具材料表面的结合强度较高，能显著改善刀具表面与涂层之间的结合强度，另一方面，硬质涂层在受外力作用下，由于二硫化钼具有良好的高承载性能，经二硫化钼的高承载性能的卸力作用能降低外力作用下产生的应力集中导致的涂层损坏的现象，从而有效改善AlCrN刀具涂层与刀具表面之间的结合强度，降低AlCrN硬质
涂层的脱落现象。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，所述界面层还包括金属络合溶胶液，所述金属络合溶胶液的制备步骤为：(1)将聚乙烯醇添加至二甲基亚砜中，搅拌混合并收集混合液；(2)取混合液、金属络合物和硫酸氢钠搅拌混合，在氮气气氛下，加热保温反应处理，得混合液；(3)将混合液添加至丙酮中，搅拌混合并静置陈化，过滤并收集沉淀，将沉淀添加至金属离子溶液中，得金属络合溶胶液。
[0026]通过采用上述技术方案，金属络合溶胶液进行改性添加，能有效改善金属材料与凝胶材料之间的结合性能，在此基础上，高结合性的金属络合溶胶能有效改善界面层与刀具表面的结合强度，从而改善AlCrN刀具涂层与刀具表面之间的结合强度，降低AlCrN硬质涂层的脱落现象。
[0027]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述金属离子溶液包括：氯化铁溶液、氯化锌溶液或氯化铝溶液中的任意一种。
[0028]由此，通过采用金属离子溶液为添加改性材料，金属离子溶液与金属络合物之间能有效形成良好的溶胶性能，这样制备的溶胶材料能有效改善界面层的密度，从而使界面层的致密性性能有效提高，这样使界本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合刀具涂层，其特征在于，所述复合刀具涂层包括由内向外依次包覆的界面层、CrN结合层和AlCrN包覆层，所述界面层为纳米二硫化钼与柠檬酸溶液混合制备的基体凝胶液，经干燥包覆制备而成。2.根据权利要求1所述的复合刀具涂层，其特征在于，所述界面层还包括金属络合溶胶液，所述金属络合溶胶液的制备步骤为：(1)将聚乙烯醇添加至二甲基亚砜中，搅拌混合并收集混合液；(2)取混合液、金属络合物和硫酸氢钠搅拌混合，在氮气气氛下，加热保温反应处理，得混合液；(3)将混合液添加至丙酮中，搅拌混合并静置陈化，过滤并收集沉淀，将沉淀添加至金属离子溶液中，得金属络合溶胶液。3.根据权利要求2所述的复合刀具涂层，其特征在于，所述金属离子溶液包括：氯化铁溶液、氯化锌溶液或氯化铝溶液中的任意一种。4.根据权利要求2所述的复合刀具涂层，其特征在于，所述金属络合物为3，4
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二羟基苯丙氨酸。5.一种复合刀具涂层的制备方法，其特征在于，所述复合刀具涂层的制备方法包括：S1、取刀具并打磨并洗涤处理，静置晾干得表面处理刀具；S2、将金属络合溶胶液与基体凝胶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翠芝，
申请(专利权)人：宁波革创新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：