用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层及其制备方法，在旋耕刀具的基材上依次设置Cr金属轰击层、TiAlN过渡层、TiBN/CrYN纳米多层支撑层、TiBCrYN功能梯度层；所述Cr金属轰击层、TiAlN过渡层、TiBN/CrYN纳米多层支撑层和TiBCrYN功能梯度层的厚度比例关系为：1:10:20:40～60；其中，所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层是由多个TiBN涂层和CrN涂层交替沉积构成的纳米多层结构。本发明专利技术涂层广泛应用于农机旋耕机上的旋耕刀，具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和切削性能，可以大大延长旋耕刀的使用寿命，提高农机的工作效率。高农机的工作效率。高农机的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层及其制备方法


[0001]本专利技术属于旋耕刀具的涂层技术，具体涉及一种用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层及其制备方法。

技术介绍

[0002]旋耕机是一种广泛应用于农业领域的机械设备，常用于耕地、翻地等作业。旋耕刀具是旋耕机的关键部件之一，其性能直接影响着旋耕机的作业效率和作业质量；目前，旋耕刀具的制造材料主要包括普通碳钢、合金钢等，但这些材料存在着磨损快、易生锈等问题，无法满足现代农业对高效、高质量作业的要求。
[0003]近年来，涂层技术被广泛应用于机械制造领域，其可为材料表面提供一层保护层，具有优异的耐磨性、耐腐蚀性、高温稳定性等性能，能够有效延长机械零部件的使用寿命，提高机械设备的作业效率和稳定性。因此，开发一种适用于旋耕刀具的涂层技术，成为了当前研究的热点之一。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层及其制备方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]本专利技术实施例提供一种用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层，在旋耕刀具的基材上依次设置Cr金属轰击层、TiAlN过渡层、TiBN/CrYN纳米多层支撑层、TiBCrYN功能梯度层；所述Cr金属轰击层、TiAlN过渡层、TiBN/CrYN纳米多层支撑层和TiBCrYN功能梯度层的厚度比例关系为：1:10:20:40～60；
[0007]其中，所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层是由多个TiBN涂层和CrN涂层交替沉积构成的纳米多层结构。
[0008]上述方案中，所述Cr金属轰击层的厚度为50～100nm，所述TiAlN过渡层的厚度为500～1000nm，所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层的总厚度为1000～2000nm，每一层的厚度为10～100nm，所述TiBCrYN功能梯度层的厚度为3000～4000nm。
[0009]上述方案中，所述Cr金属轰击层采用电弧离子镀制备；所述TiAlN过渡层采用HIPIMS制备；所述iBN/CrYN纳米多层支撑层中，TiBN涂层采用HIPIMS制备，CrYN涂层采用电弧离子镀制备；所述TiBCrYN功能梯度层采用HIPIMS制备。
[0010]本专利技术实施例还提供一种上述方案中任意一项用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层的制备方法，该方法为：将经过清洗和干燥处理的旋耕刀具基材，放置于真空镀膜设备的沉积室内；
[0011]在旋耕刀具的基材表面进行Cr金属轰击层的沉积，制备得到Cr金属轰击层；
[0012]之后，在所述Cr金属轰击层表面进行TiAlN过渡层的沉积，制备得到TiAlN过渡层；
[0013]之后，在所述TiAlN过渡层表面进行TiBN/CrYN纳米多层支撑层的沉积，制备得到
TiBN/CrYN纳米多层支撑层；
[0014]之后，在所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层表面进行TiBCrYN功能梯度层的沉积，制备得到TiBCrYN功能梯度层。
[0015]上述方案中，所述在旋耕刀具的基材表面进行Cr金属轰击层的沉积，制备得到Cr金属轰击层，具体为：采用电弧离子镀制备，沉积参数为温度350℃条件下，真空室压力为5
×
10
‑3Pa，偏压为
‑
200～1000V，靶电流为50～100A，Ar气流量为50～200sccm，沉积压强为0.05～1.0Pa，沉积时间为5～30min。
[0016]上述方案中，所述在所述Cr金属轰击层表面进行TiAlN过渡层的沉积，制备得到TiAlN过渡层，具体为：采用HIPIMS制备，沉积参数为脉冲频率为50～300Hz，脉冲宽度为50～200μs，脉冲占空比为10％，氩气流量为20
‑
200sccm，氮气流量为20～100sccm，工作压力为0.05～1.0Pa，沉积温度为350℃，沉积时间为30～60min。
[0017]上述方案中，在所述TiAlN过渡层表面进行TiBN/CrYN纳米多层支撑层的沉积，制备得到TiBN/CrYN纳米多层支撑层，具体为：所述TiBN涂层采用HIPIMS制备，沉积参数为脉冲频率为50～300Hz，脉冲宽度为50～200μs，脉冲占空比为10％，氩气流量为20
‑
200sccm，氮气流量为20～100sccm，工作压力为0.05～1.0Pa，沉积温度为350℃，沉积时间为30～60min；所述CrYN涂层采用电弧离子镀制备，沉积参数为温度350℃条件下，真空室压力为5
×
10
‑3Pa，偏压为
‑
50～200V，靶电流为50～100A，氮气流量为50～500sccm，沉积压强为0.05～1.0Pa，沉积时间为10～20min。
[0018]上述方案中，在所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层表面进行TiBCrYN功能梯度层的沉积，制备得到TiBCrYN功能梯度层，具体为：采用HIPIMS制备，沉积参数为脉冲频率为50～300Hz，脉冲宽度为50～200μs，脉冲占空比为10％，氩气流量为20
‑
200sccm，氮气流量为20～100sccm，工作压力为0.05～1.0Pa，沉积温度为350℃，沉积时间为60～120min。
[0019]与现有技术相比，本专利技术涂层广泛应用于农机旋耕机上的旋耕刀，具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和切削性能，可以大大延长旋耕刀的使用寿命，提高农机的工作效率。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来公开对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1为本专利技术实施例提供一种用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层的结构I示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而
言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0024]需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层，其特征在于，在旋耕刀具的基材上依次设置Cr金属轰击层、TiAlN过渡层、TiBN/CrYN纳米多层支撑层、TiBCrYN功能梯度层；所述Cr金属轰击层、TiAlN过渡层、TiBN/CrYN纳米多层支撑层和TiBCrYN功能梯度层的厚度比例关系为：1:10:20:40～60；其中，所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层是由多个TiBN涂层和CrN涂层交替沉积构成的纳米多层结构。2.根据权利要求1所述的用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层，其特征在于，所述Cr金属轰击层的厚度为50～100nm，所述TiAlN过渡层的厚度为500～1000nm，所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层的总厚度为1000～2000nm，每一层的厚度为10～100nm，所述TiBCrYN功能梯度层的厚度为3000～4000nm。3.根据权利要求1或2所述的用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层，其特征在于，所述Cr金属轰击层采用电弧离子镀制备；所述TiAlN过渡层采用HIPIMS制备；所述iBN/CrYN纳米多层支撑层中，所述TiBN涂层采用HIPIMS制备，所述CrYN涂层采用电弧离子镀制备；所述TiBCrYN功能梯度层采用HIPIMS制备。4.一种如权利要求1
‑
3任意一项用于旋耕刀具的TiBCrYN涂层的制备方法，其特征在于，该方法为：将经过清洗和干燥处理的旋耕刀具基材，放置于真空镀膜设备的沉积室内；在旋耕刀具的基材表面进行Cr金属轰击层的沉积，制备得到Cr金属轰击层；之后，在所述Cr金属轰击层表面进行TiAlN过渡层的沉积，制备得到TiAlN过渡层；之后，在所述TiAlN过渡层表面进行TiBN/CrYN纳米多层支撑层的沉积，制备得到TiBN/CrYN纳米多层支撑层；之后，在所述TiBN/CrYN纳米多层支撑层表面进行TiBCrYN功能梯度层的沉积，制备得到TiBCrYN功能梯度层。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在旋耕刀具的基材表面进行Cr金属轰击层的沉积，制备得到Cr金属轰击层，具体为：采用电弧离子镀制备，沉积参数为温度350℃条件下，真空室压力为5
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【专利技术属性】
技术研发人员：于云江，邹长伟，李曼，项燕雄，田灿鑫，梁枫，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：