复合涂层及包含其的工具件制造技术

本申请涉及复合涂层及包含其的工具件。本申请的一些实施例提供了一种复合涂层，该复合涂层包括：在基材上形成高熵合金涂层及碳化钨层。高熵合金涂层包含通式AlSiCrCuTiZrN表达的高熵合金。碳化钨层设置于高熵合金涂层的表面上。本申请具有复合涂层的工具件具有优异的强韧性表现及润滑性，能够提升工具件的使用寿命及运作效能。命及运作效能。命及运作效能。

【技术实现步骤摘要】
复合涂层及包含其的工具件


[0001]本申请涉及复合材料
，特别涉及复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]本领域中，涂层工艺被广泛地用于以工业制品中并根据性能需要以改进 其表面的物理特性，进而获得具有高耐磨性、高抗腐蚀性或高硬度的工业制 品。随着先进制造业的发展，对材料的表面性能提出了越来越高的要求。常 规的氮化物涂层已经逐渐不能满足现有产品的涂层需求，而需要对涂层的结 构与材料进行进一步的改进与研究。
[0003]对涂层的结构与材料进行的改进与研究中，最具代表性的涂层研究为高 熵合金的应用。高熵合金是指5
‑
13种金属或非金属元素(每种元素含量为5％
ꢀ‑
35％)进行等摩尔配比，经熔炼、烧结而成的新型金属材料。然而，现有专 利对于高熵合金的研究与应用多专注于通过高熵合金薄膜的制备来提高涂 层的耐磨性能，其往往只在乎薄膜涂层的硬度，并未提及薄膜涂层的韧性， 更未提及润滑性对耐磨性的影响。因此，对于现有的高熵合金涂层还有进一 步改进的必要。

技术实现思路

[0004]鉴于
技术介绍
中存在的问题，本申请的目的之一在于提供一种复合涂层 及其制备方法，以优化具有该复合涂层的产品的表面性能需求。
[0005]根据本申请的一个方向，本申请的一些实施例提供了一种复合涂层，该 复合涂层包括：在基材上形成高熵合金涂层及碳化钨层。高熵合金涂层包含 通式AlSiCrCuTiZrN表达的高熵合金。碳化钨层设置于高熵合金涂层的表面 上。
[0006]在一些实施例中，高熵合金涂层由该高熵合金组成。
[0007]在一些实施例中，高熵合金中Cu的摩尔含量为10％至25％。
[0008]在一些实施例中，高熵合金层的厚度为500nm至1000nm。
[0009]在一些实施例中，碳化钨层的厚度为200nm至800nm。
[0010]在一些实施例中，该复合涂层进一步包含：冶金层，该冶金层设置于基 材的表面与所述高熵合金涂层之间。
[0011]在一些实施例中，冶金层包含钛合金。
[0012]在一些实施例中，冶金层的厚度为10nm至500nm。
[0013]在一些实施例中，该复合涂层进一步包含：过渡金属陶瓷层，该过渡金 属陶瓷层设置于所述冶金层与所述高熵合金涂层之间，所述过渡金属陶瓷层 包含通式AlSiCrTiN所表达的过渡金属陶瓷。
[0014]在一些实施例中，过渡金属陶瓷层所选靶材成分为Al含量为10％至30％； Si含量为1％至15％；Cr含量为15％至35％；Ti含量为15％至35％。
[0015]在一些实施例中，过渡金属陶瓷层的厚度为800nm至1200nm。
[0016]根据本申请的另一个方向，本申请的一些实施例提供了一种工具件，工 具件的表
面上设置了上述实施例中所述的复合涂层。
[0017]在本申请实施例中，通过使用通式AlSiCrCuTiZrN表达的高熵合金，能 够有效提升高熵合金层的韧性，同时通过添加碳化钨层，能够使具备本申请 复合涂层的工具件表面具有极高的自润滑性能。碳化钨层具有细腻致密及耐 高温的特性，在与其他工具件摩擦时能够分解形成碳膜以作为工具件与涂层 之间的润滑剂，能极大的缓解涂层与其他工具件之间的磨损。高熵合金层与 碳化钨层具有极佳的结合性及优异的应力分布，相较于现有的涂层，本申请 的复合涂层能够有效提升材料强韧性及自润滑性，当其应用于多个相互接触 /作用的工具件之间时，能够进一步优化各个工具件彼此的运作性能。本申 请具有复合涂层的工具件具有优异的强韧性表现及润滑性，能够提升工具件 的使用寿命及运作效能。
附图说明
[0018]在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附 图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申 请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下， 依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。
[0019]图1是根据本申请一些实施例的复合涂层的结构示意图。
[0020]图2是根据本申请一些实施例的复合涂层的结构示意图。
[0021]图3是根据本申请一些实施例的复合涂层的结构示意图。
[0022]图4为本申请实施例1的复合涂层与钢球摩擦后的表面摩擦系数曲线图。
具体实施方式
[0023]本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。本申请的实施例不应该被 解释为对本申请的限制。
[0024]除非另外明确指明，本文使用的下述术语具有下文指出的含义。
[0025]如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以 描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事 件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来 说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的
±
10％的变化范 围，例如小于或等于
±
5％、小于或等于
±
4％、小于或等于
±
3％、小于或等于
±
2％、 小于或等于
±
1％、小于或等于
±
0.5％、小于或等于
±
0.1％、或小于或等于
[0026]±
0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的
ꢀ±
10％(例如小于或等于
±
5％、小于或等于
±
4％、小于或等于
±
3％、小于或等 于
±
2％、小于或等于
±
1％、小于或等于
±
0.5％、小于或等于
±
0.1％、或小于或 等于
±
0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。
[0027]在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至 少一个”、“中的一种或多种”、“中的一者或多者”或其他相似术语所连 接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B， 那么短语“A及B中的一者或多者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一 实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的一者或多者
”ꢀ
意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排 除A)；或A、B及C的全部。项目A可包
含单个元件或多个元件。项目B 可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。
[0028]再者，为便于描述，“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用 于区分一个图或一系列图的不同组件。除非经特别指定或限定之外，“第一”、
ꢀ“
第二”、“第三”等等不意欲描述对应组件。
[0029]高熵合金为近年来合金化理论的主要研究项目之一。高熵合金为元素组 成成分在5项本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合涂层，其特征在于，其包括：高熵合金涂层，所述高熵合金涂层包含通式AlSiCrCuTiZrN表达的高熵合金；及碳化钨层，其设置于所述高熵合金涂层的表面上。2.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述高熵合金涂层由所述高熵合金组成。3.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述高熵合金中Cu的摩尔含量为10％至25％。4.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述高熵合金层的厚度为500nm至1000nm。5.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，所述碳化钨层的厚度为200nm至800nm。6.根据权利要求1所述的复合涂层，其特征在于，其进一步包含：...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺林青，李庆超，沈学忠，
申请(专利权)人：纳狮新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：