一种超高硬度涂层制造技术

本申请涉及一种超高硬度涂层，属于表面处理材料的领域，包括设置于处理工具上的硬化涂层、连接涂层、功能涂层，功能涂层包括抗氧化涂层和耐磨涂层，连接涂层用于连接任意相邻的两个涂层，抗氧化涂层、耐磨涂层和硬化涂层由内之外涂覆于处理工具外。本申请具有涂层具有较高的硬度，对处理工具可进行稳定的保护，延长处理工具的使用寿命的效果。处理工具的使用寿命的效果。处理工具的使用寿命的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种超高硬度涂层


[0001]本申请涉及表面处理材料的领域，尤其是涉及一种超高硬度涂层。

技术介绍

[0002]在一些机械加工过程中，如车削、冲孔、钻孔等加工过程中，经常需要处理工具对硬度较高的材料进行处理，因此处理工具较易发生磨损，使得处理工具的使用寿命大大缩短。为了延长处理工具的使用寿命，通常采用在处理工具表面增加硬化涂层，提高处理工具表面的硬度以及耐磨效果。
[0003]针对上述相关技术，专利技术人认为单纯地在处理工具表面增加硬化涂层，由于硬化涂层自身刚性较大，导致硬化涂层与硬度较高的材料接触较易发生破裂，涂层的使用寿命较短，较易暴露处理工具，导致处理工具存在使用寿命较短的缺陷。

技术实现思路

[0004]为了提高涂层的使用寿命，改善处理工具寿命较短的缺陷，本申请提供一种超高硬度涂层。
[0005]本申请提供的一种超高硬度涂层采用如下的技术方案：
[0006]一种超高硬度涂层，包括设置于处理工具上的硬化涂层、连接涂层、功能涂层，所述功能涂层包括抗氧化涂层和耐磨涂层，所述连接涂层用于连接任意相邻的两个涂层，所述抗氧化涂层、耐磨涂层和硬化涂层由内之外涂覆于处理工具外，所述硬化涂层为含碳层。
[0007]通过采用上述技术方案，在硬化涂层中增加碳元素，在一定程度上增加硬化涂层的润滑性能，进而在硬化涂层与硬度较高的材料接触时，硬化涂层与材料之间可发生一定的润滑，降低硬化涂层与材料发生硬碰撞的可能性，延长硬化涂层的使用寿命，即延长处理工具的使用寿命。在处理工具上顺次负载抗氧化涂层、耐磨涂层和硬化涂层，增加涂层的层数，在一定程度上，减缓处理工具表面直接暴露并与材料直接接触的速度；通过耐磨涂层的设置，保障处理工具的耐磨效果，进一步减缓处理工具表面直接与材料接触的速度，即延长处理工具的使用寿命。
[0008]可选的，所述含碳层中碳元素的比例为20
‑
50％。
[0009]通过采用上述技术方案，调整含碳层中的碳元素的比例，有效改善含碳层的润滑效果，使得硬化涂层与材料接触时，可有效降低硬化涂层与材料之间发生硬性碰撞，降低硬化涂层破裂的可能性，延长涂层的使用寿命。同时，碳元素可对硬化涂层中的基材进行连接以及润滑，提高硬化涂层的韧性，进一步降低硬化涂层破裂的可能性，延长涂层的使用寿命，即延长处理工具的使用寿命。
[0010]可选的，所述含碳层通过气相沉积附着于耐磨涂层上。
[0011]通过采用上述技术方案，气相沉积可使得含碳层均匀包覆于耐磨涂层上，使得硬化涂层的硬度较为均匀，且气相沉积使得含碳层与耐磨涂层之间、含碳层各组分之间结合效果较佳，即降低了硬化涂层与耐磨涂层剥离的可能性，并且使得硬化涂层获得较为致密
的结构，进一步提高硬化涂层的硬度，即可增强硬化涂层对处理工具的保护效果。
[0012]可选的，所述连接涂层包括基体涂层和粘结涂层，所述基体涂层用于连接处理工具和抗氧化涂层，所述基体涂层为铂改性铝化合物层，所述粘结涂层用于连接抗氧化涂层和耐磨涂层，所述粘结涂层为氮化层。
[0013]通过采用上述技术方案，铂改性铝化合物层与处理工具之间可发生一定程度的相容以及交联，增强基体涂层与处理工具之间的结合效果，降低涂层与处理工具剥离的可能性，使得涂层稳定对处理工具进行保护；氮化层具有较佳的粘结效果，提高抗氧化涂层和耐磨涂层之间的结合效果。
[0014]可选的，所述基体涂层上设有若干固定环，所述抗氧化涂层上设有固定槽，所述固定槽用于供固定环嵌合。
[0015]通过采用上述技术方案，固定环与固定槽嵌合，进一步增加基体涂层与抗氧化涂层之间的结合稳定性。
[0016]可选的，所述连接涂层还包括牵拉涂层，所述牵拉涂层用于连接耐磨涂层和硬化涂层，所述牵拉涂层为纳米晶柱层。
[0017]通过采用上述技术方案，纳米晶柱层中的纳米晶柱结构在形成牵拉涂层的过程中，一方面自身可以形成缠结的结构，增加牵拉涂层的韧性，另一方面，纳米晶柱结构可对耐磨涂层和硬化涂层均进行牵拉，进而在硬化涂层发生破裂时，牵拉涂层中的纳米晶柱结构可对硬化涂层进行牵拉，减缓硬化涂层发生破裂的速度。
[0018]可选的，所述牵拉涂层上交错设有若干固定条，所述硬化涂层上对应固定条开设有若干嵌合槽，所述嵌合槽用于供固定条嵌合。
[0019]通过采用上述技术方案，固定条与嵌合槽嵌合，进一步增加硬化涂层与牵拉涂层之间的结合效果，保障硬化涂层对处理工具的保护效果。
[0020]可选的，所述抗氧化涂层为氮化铬层，所述抗氧化涂层的厚度为0.5
‑
10μm。
[0021]通过采用上述技术方案，氮化铬层自身具有较佳的抗氧化性以及硬度，进而可有效降低处理工具与空气中的水汽等接触氧化腐蚀的可能性，保障处理工具的完整性，进而保障处理工具对材料的处理效果以及处理精度。并且，氧化铬层与基体涂层之间具有较佳的相容性，进一步增强抗氧化涂层与处理工具之间的连接稳定性。
[0022]可选的，所述耐磨涂层为碳化硼层，所述碳化硼层为含钼碳化硼层。
[0023]通过采用上述技术方案，碳化硼层自身具有较佳的耐磨效果，进而稳定增加处理工具的耐磨效果，采用含钼碳化硼层作为耐磨涂层，使得耐磨涂层中形成结晶状结构，进一步提高耐磨涂层的耐磨效果。
[0024]综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
[0025]采用含碳层作为硬化涂层，一方面，碳元素对硬化涂层中的各组分进行润滑和湿润，提高硬化涂层的韧性，使得硬化涂层与硬度较高的材料碰撞时，不易发生破裂；另一方面，碳元素使得硬化涂层具有一定的润滑效果，使得硬化涂层与材料之间可具有一定的润滑，降低硬化涂层直接与材料发生硬碰撞的可能性，协同延长涂层的使用寿命，进而延长处理工具的使用寿命；
[0026]通过基体涂层和粘结涂层的设置，抗氧化涂层与处理工具之间、抗氧化涂层与耐磨涂层之间均稳定连接，降低涂层剥离处理工具的可能性，进而涂层可稳定对处理工具进
行保护；
[0027]通过牵拉涂层的设置，牵拉涂层中的纳米晶柱结构可稳定连接硬化涂层和耐磨涂层，使得硬化涂层稳定对处理工具进行保护，并且在硬化涂层发生破裂时，纳米晶柱结构可对硬化涂层进行牵拉，降低硬化涂层破裂的可能性。
附图说明
[0028]图1是本申请实施例的整体结构示意图。
[0029]图2是本申请实施例中显示固定槽的保障示意图。
[0030]附图标记说明：1、硬化涂层；11、嵌合槽；2、连接涂层；21、基体涂层；22、粘结涂层；23、牵拉涂层；3、功能涂层；31、抗氧化涂层；311、固定槽；32、耐磨涂层；4、固定环；5、固定条。
具体实施方式
[0031]以下结合附图1
‑
2对本申请作进一步详细说明。
[0032]本申请实施例公开一种超高硬度涂层。参照图1，一种超高硬度涂层包括硬化涂层1、连接涂层2、功能涂层3，硬化涂层1为含碳层，碳元素分散于硬化涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高硬度涂层，其特征在于：包括设置于处理工具上的硬化涂层(1)、连接涂层(2)、功能涂层(3)，所述功能涂层(3)包括抗氧化涂层(31)和耐磨涂层(32)，所述连接涂层(2)用于连接任意相邻的两个涂层，所述抗氧化涂层(31)、耐磨涂层(32)和硬化涂层(1)由内之外涂覆于处理工具外，所述硬化涂层(1)为含碳层。2.根据权利要求1所述的一种超高硬度涂层，其特征在于：所述含碳层通过气相沉积附着于耐磨涂层(32)上。3.根据权利要求1所述的一种超高硬度涂层，其特征在于：所述连接涂层(2)包括基体涂层(21)和粘结涂层(22)，所述基体涂层(21)用于连接处理工具和抗氧化涂层(31)，所述基体涂层(21)为铂改性铝化合物层，所述粘结涂层(22)用于连接抗氧化涂层(31)和耐磨涂层(32)，所述粘结涂层(22)为氮化层。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金海，梁文勇，刘涛，严晓倩，张杰，
申请(专利权)人：科汇纳米技术常州有限公司，
类型：新型
国别省市：