一种硬质涂层增韧结构及韧性评估方法技术

本发明专利技术提供一种物理气相沉积硬质涂层多层六边形结构设计增韧及韧性评估方法。硬质涂层多层六边形结构设计增韧具体为软层和硬层交替沉积。在软层沉积过程中，通过在挡板上设计正六边形通孔，实现基体三分之一区域均布的软层沉积，其余部分由挡板遮挡。通过三次软层和硬层的交替沉积完成一个调制周期的涂层增韧设计，根据需求可实现多个周期的调制。在一个调制周期内，每次软层沉积时的正六边形软层区域不会在基体的同一区域重叠。涂层韧性评估通过在两块基体上同时沉积涂层，且两块基体的端面完全对接在一起，保证对接面光滑，有良好的贴合度。该样品在专用夹具上沉积完涂层后在韧性测试装置上完成涂层断裂力矩及表面形貌测试。通过分析断裂力矩、加载力

【技术实现步骤摘要】
一种硬质涂层增韧结构及韧性评估方法


[0001]本专利技术涉及一种物理气相沉积技术表面改性领域，具体涉及一种增加硬质涂层韧性的结构设计工艺及涂层韧性评估的方法。

技术介绍

[0002]当前，物理气相沉积技术制备硬质涂层在刀具、模具、医疗设备、汽车等领域都有广泛的应用。在实际应用中发现，硬质涂层普遍曾在硬度大，脆性大，内应力大等问题。这些问题降低了涂层与基体的结合力，容易大致涂层脱落。尤其是在需要大平面沉积涂层及要求有较大厚度的使用应用场景最为明显。应用场景如大型模具等。针对这一问题，在满足涂层使用要求的情况下有必要增加涂层的韧性。常用的增韧方法有：韧性相韧化、纳米晶结构韧化、成分和结构梯度韧化、压应力韧化、多层结构韧化等。在各种韧化方法中，多层结构韧化是广泛应用的一种方法。这种方法通常会在基体上应用软层和硬层涂层交替沉积，是涂层达到增加韧性的效果。但是，当每层过薄时，涂层的耐磨性大大降低。如果每层太厚达不到增韧的目的。因此，为达到耐磨性与韧性的最佳匹配，该方法还有待进一步的优化。
[0003]为了测定硬质涂层的韧性，当前常用的方法有划痕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质涂层增韧结构，其所用的挡板驱动机构的特征在于：包括：六边形通孔结构挡板(1)、挡板驱动电机(7)、滑轨丝杠(8)、滑轨横梁(9)等。挡板(1)上均匀分布有正六边形通孔(3)；挡板可以通过滑轨(8)自由移动；通过电脑(38)精确控制其所在位置，以便多层硬质涂层的沉积。2.如权利要求1所述的硬质涂层增韧结构，涂层沉积特征在于：硬质涂层沉积分为软层和硬层，并且软层和硬层交替沉积；与基体接合的底层为完整的软层(15)，即不用挡板遮挡；顶层为硬层(14)，与之接合的是完整的软层，即不用挡板遮挡沉积软层。3.如权利要求1所述的硬质涂层增韧结构，涂层多层六边形结构特征在于：一个调制周期分为3步：(一)用挡板遮挡基体，沉积正六边形结构软层(10)，正六边形结构软层占基体面积的三分之一，随后移出挡板沉积硬层；(二)用挡板遮挡基体，沉积正六边形结构软层(11)，保证正六边形结构软层与步骤(一)的软层沉积位置错开，移出挡板沉积硬层；(三)用挡板遮挡基体，沉积正六边形结构软层(12)，保证正六边形结构软层与步骤(一)和步骤(二)的软层沉积位置错开，移出挡板沉积硬层。4.如权利要求3所述的硬质涂层增韧结构，可以根据实际使用需要设计一个或多个调制周期，其中每一层软层和硬层的厚度根据需求及涂层材料属性进行确定。5.一种涂层的韧性评估方法，其特征在于：在两块基体(19)上同时沉积涂层(18)，且两块基体的端面完全对接在一起，保证对接面光滑，有良好的贴合度。6.如权利要求5所述的涂层的韧性评估方法，涂层沉积时基体的安装夹具(21)特征在于：夹具正面有挡板(25)，以保证基体沉积涂层的表面处于同一平面上。在装入基体后有样品底板压(26)在基体上，并通过螺栓(24)固定。通过调节不同位置的螺栓能够控制基体的受力分布。7.如权利要求5所述的一种涂层的韧性评估方法，所用的韧性测试装置硬件特征在于：包括：样品安装系统、观测系统和加载系统，各系统相互独立，可通过电脑对观测系统和加载系统进行控制。样...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉良，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：