高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层及其制备方法，属于涂层技术领域。该纳米多层复合涂层是由AlCrSiN调制层和AlCrMoSiN调制层交替叠加而成，涂层调制周期为55～175nm，周期数≥10；所述AlCrSiN调制层和AlCrMoSiN调制层的调制比为1:1～9:1。该涂层是采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术在基体上沉积而成，通过优化调制周期和调制比，制备出兼具高硬度、高耐磨性及高耐热能力的涂层。高耐磨性及高耐热能力的涂层。

【技术实现步骤摘要】
高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层及其制备方法


[0001]本专利技术涉及涂层
，具体涉及一种高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]纳米多层涂层由于特殊的物理、化学性能而得到了广泛的关注，与材料表面相关的性能如硬度、耐高温、耐氧化、耐摩擦、耐腐蚀等，都是目前人们研究的热点。纳米多层涂层是由两种或两种以上不同材料以纳米量级交替沉积形成的周期结构的多层涂层。纳米多层涂层主要分为金属/金属、金属/氮化物(碳化物，硼化物)、氮化物(碳化物，硼化物)/氮化物(碳化物，硼化物)等，通过控制多层膜调制周期与调制比获得高力学性能的纳米多层涂层。
[0003]由于其在高载荷、高速度的摩擦条件下，CrN涂层表现出硬度低及抗磨粒磨损性能差，容易产生严重磨损导致过早失效，另外在超过700℃的高温下发生氧化导致其性能严重下降，限制了其在高温工况下的应用，无法满足涂层刀具在高速干式切削方向的应用。通过引入Al元素进一步改善CrN涂层性能，一方面，涂层中铝元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层，其特征在于：该纳米多层复合涂层是由AlCrSiN调制层和AlCrMoSiN调制层交替叠加而成，涂层调制周期为55～175nm，周期数≥8；所述AlCrSiN调制层和AlCrMoSiN调制层的调制比为1:1～9:1。2.根据权利要求1所述的高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层，其特征在于：所述AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层为包含AlN晶相、CrN晶相和Mo2N晶相的纳米复合结构，AlN相沿(111)晶面择优生长，CrN晶相和Mo2N晶相沿(200)晶面择优生长。3.根据权利要求1所述的高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层，其特征在于：所述AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层沉积在金属或硬质合金(硬质合金基片、不锈钢片或硅片)基材上，纳米多层复合涂层与基材之间为CrN过渡层。4.根据权利要求1或2所述的高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层，其特征在于：所述AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的硬度高于19GPa，涂层的弹性模量稳定在280～360GPa，涂层的H/E最高可达0.092。5.根据权利要求1所述的高硬度、高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备方法，其特征在于：该纳米多层复合涂层是采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术在基体上沉积而成，其中靶材选取金属AlCrSi靶和CrMo靶；先在基体上沉积15～20min金属化合物CrN过渡层，再沉积AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层，沉积AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层时：本底真空为6
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10
‑3Pa以上，沉积压强调节至1.5～1.6Pa，然后交替沉积AlCrSiN调制层和AlCrMoSiN调制层；制备AlCrSiN调制层时，开启AlCrSi靶，AlCrSi靶功率1.1～1.2kW，设置偏压为
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120～
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150V(占空比50％)，通入Ar和N2；制备AlCrMoSiN调制层时，保持偏压
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120～
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150V，沉积压强为1.5～1.6Pa，开启AlCrSi靶、CrMo靶，AlCrSi靶功率1.1～1.2kW，CrMo靶功率0.3～0.4kW，通入Ar和N2；根据所需调制层的厚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王铁钢，朱建博，张蕊，刘艳梅，徐远剑，
申请(专利权)人：恩盛德天津精密工具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：