涂层结构的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种涂层结构的制备方法，包括：开启电弧靶材，设置基体偏压为U

【技术实现步骤摘要】
涂层结构的制备方法


[0001]本专利技术涉及涂层材料制备
，特别是涉及一种涂层结构的制备方法。

技术介绍

[0002]随着刀具切削加工技术的发展，对刀具材料和性能提出了更高的要求。在刀具表面沉积硬质涂层成为改善和提高刀具切削性能的重要途径。
[0003]目前，刀具表面采用的涂层硬度低、耐磨性差，影响刀具使用寿命。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有涂层硬度低、耐磨性差的问题，提供一种涂层结构的制备方法。
[0005]一种涂层结构的制备方法，其特征在于，包括：
[0006]开启电弧靶材，设置基体偏压为U
0 min
～U
0 max
，设置弧电流值为A
0 min
～A
0 max
，对所述电弧靶材进行轰击，以在基体上沉积第一层涂层；
[0007]在所述第一层涂层上沉积至少一层涂层；
[0008]其中，所述在所述第一层涂层上沉积至少一层涂层包括：
[0009]开启电弧靶材，设置基体偏压为U
n min
～U
n max
，设置弧电流值为A
n min
～A
n max
，对所述电弧靶材进行轰击，以在第n层涂层上沉积第n+1层涂层；
[0010]n为正整数；
[0011]U
n min
≤U
0 max
且U
n max
≥U
0 max<br/>和/或U
n+1min
≤U
n max
且U
n+1max
≥U
n max
；
[0012]A
n min
≤A
0 max
且A
n max
≥A
0 max
和/或A
n+1min
≤A
n max
且A
n+1max
≥A
n max
。
[0013]在其中一个实施例中，所述涂层为CrAlN涂层，利用电弧离子镀技术在所述基体上沉积四层CrAlN涂层。
[0014]在其中一个实施例中，在所述基体上沉积第一层CrAlN涂层的条件具体为：
[0015]开启电弧CrAl靶材，基体偏压为30V～80V，弧电源频率为300Hz～1000Hz，占空比为10％～50％，弧电流值为400A～800A。
[0016]在其中一个实施例中，在所述第一层CrAlN涂层上沉积第二层CrAlN涂层的条件具体为：
[0017]开启电弧CrAl靶材，基体偏压为60V～100V，弧电源频率为300Hz～1000Hz，占空比为10％～50％，弧电流值为600A～1000A。
[0018]在其中一个实施例中，在所述第二层CrAlN涂层上沉积第三层CrAlN涂层的条件具体为：
[0019]开启电弧CrAl靶材，基体偏压为80V～120V，弧电源频率为300Hz～1000Hz，占空比为10％～50％，弧电流值为800A～1200A。
[0020]在其中一个实施例中，在所述第三层CrAlN涂层上沉积第四层CrAlN涂层的条件具体为：
[0021]开启电弧CrAl靶材，基体偏压为100V～200V，弧电源频率为300Hz～1000Hz，占空比为10％～50％，弧电流值为800A～1200A。
[0022]在其中一个实施例中，第一层CrAlN涂层的厚度为0.1～1.0μm；
[0023]第二层CrAlN涂层的厚度为0.4～2.0μm；
[0024]第三层CrAlN涂层的厚度为0.4～2.0μm；
[0025]第四层CrAlN涂层的厚度为0.1～1.0μm。
[0026]在其中一个实施例中，所述开启电弧靶材，设置基体偏压为U
0 min
～U
0 max
，设置弧电流值为A
0 min
～A
0 max
，对所述电弧靶材进行轰击，以在基体上沉积第一层涂层之前，所述制备方法还包括：刻蚀所述基体，所述刻蚀所述基体的条件具体为：
[0027]对所述基体进行离子刻蚀，基体偏压为100V～350V，通入氩气的流速为100sccm～300sccm，通入氢气的流速为100sccm～150sccm。
[0028]在其中一个实施例中，所述刻蚀所述基体之前，所述制备方法还包括：清洗所述基体，所述清洗所述基体的条件具体为：
[0029]对所述基体进行辉光清洗，基体偏压为30V～60V，通入氩气的流速为150sccm～250sccm，通入氢气的流速为100sccm～150sccm，清洗的时长为50min～60min。
[0030]在其中一个实施例中，所述清洗所述基体之前，所述制备方法还包括：加热所述基体至300℃～600℃。
[0031]上述涂层结构的制备方法包括在基体上沉积多层涂层，在第n层涂层上沉积第n+1层涂层时，第n+1层涂层的基体偏压的最小值小于或等于第n层涂层的基体偏压的最大值，而且第n+1层涂层的基体偏压的最大值大于或等于第n层涂层的基体偏压的最大值，即U
n min
≤U
0 max
且U
n max
≥U
0 max
和/或U
n+1min
≤U
n max
且U
n+1 max
≥U
n max
，采用上述阶段性渐变增大基体偏压的模式，提高了涂层的硬度、韧性和化学稳定性，增强了基体表面的耐磨性及抗热疲劳性能，有利于减少形变，消除涂层的疲劳失效，继而大幅提升基体的使用寿命。
具体实施方式
[0032]以下结合具体实施例对本专利技术的涂层结构的制备方法作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。
[0034]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
[0035]本专利技术中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0036]本专利技术中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涂层结构的制备方法，其特征在于，包括：开启电弧靶材，设置基体偏压为U
0min
～U
0max
，设置弧电流值为A
0min
～A
0max
，对所述电弧靶材进行轰击，以在基体上沉积第一层涂层；在所述第一层涂层上沉积至少一层涂层；其中，所述在所述第一层涂层上沉积至少一层涂层包括：开启电弧靶材，设置基体偏压为U
nmin
～U
nmax
，设置弧电流值为A
nmin
～A
nmax
，对所述电弧靶材进行轰击，以在第n层涂层上沉积第n+1层涂层；n为正整数；U
nmin
≤U
0max
且U
nmax
≥U
0max
和/或U
n+1min
≤U
nmax
且U
n+1max
≥U
nmax
；A
nmin
≤A
0max
且A
nmax
≥A
0max
和/或A
n+1min
≤A
nmax
且A
n+1max
≥A
nmax
。2.根据权利要求1所述的涂层结构的制备方法，其特征在于，所述涂层为CrAlN涂层，利用电弧离子镀技术在所述基体上沉积四层CrAlN涂层。3.根据权利要求2所述的涂层结构的制备方法，其特征在于，在所述基体上沉积第一层CrAlN涂层的条件具体为：开启电弧CrAl靶材，基体偏压为30V～80V，弧电源频率为300Hz～1000Hz，占空比为10％～50％，弧电流值为400A～800A。4.根据权利要求3所述的涂层结构的制备方法，其特征在于，在所述第一层CrAlN涂层上沉积第二层CrAlN涂层的条件具体为：开启电弧CrAl靶材，基体偏压为60V～100V，弧电源频...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立升，梁小彪，董子豪，林海天，
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：