一种多元Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ系纳米复合多层涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种多元Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ系纳米复合多层涂层及其制备方法。该纳米复合多层涂层是在工具或模具基体上以ＴｉＮ作为结合层，结合层上的膜层结构为［ＴｉＮ／（Ｔｉ，Ａｌ，Ｘ）Ｎ］ｎ，其中Ｘ指Ｃｒ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｙ中的一种或多种组合。该方法在工件表面涂制每一层厚度小于１００ｎｍ的ＴｉＮ层；启动２个阴极多弧合金靶，靶电流为８０－１００Ａ，调整工件偏压８０－１２０Ｖ，持续施镀获得成分为（Ｔｉ，Ａｌ，Ｘ）Ｎ的涂层；通过多重形成［ＴｉＮ／（Ｔｉ，Ａｌ，Ｘ）Ｎ］ｎ交替结构；发明专利技术改善了Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ系列涂层的高温稳定性和耐磨性，以及抗冲击韧性、涂层同基体的结合强度。

A multi TiAlN based nano composite multilayer coating and preparation method thereof

The invention discloses a multi TiAlN nano multilayer composite coating and preparation method thereof. The nano composite coating is multilayer in tool or mold substrate using TiN as interface layer, combined with the film structure layer is TiN / (Ti, Al, X) N n, X Si, Zr, Cr, one or more combinations of Y. The preparation method of TiN layer each layer thickness is less than 100nm in the workpiece surface coating; start 2 cathode multi arc alloy target, target current is 80 100A, 80 120V bias adjustment of the workpiece, continuous plating obtained components (Ti, Al, X) N coating; TiN / (formed by multiple Ti, Al, X) N n alternating structure; improves the high temperature stability and wear resistance of the coating TiAlN series, and the impact toughness, with coating bonding strength.

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工、模具涂层，具体涉及，多元Ti-Al-N系纳米复合多层涂层具体是[TiN/(Ti， Al， X)N]。纳米复合多层结构的氮化物涂层，其中X指代合金元素，是Cr，Si，Zr，Y中的一种或多种组合；n为重复周期数。
技术介绍
高性能切削加工工具必须具有优异的高温稳定性、高耐磨性、高韧性性能和良好抗塑性变形性的能力。为达到这一目的，工、膜具表面涂层技术的研究开发获得了足够重视，各种先进涂层技术自上世纪80年代以后层出不穷。在诸多的膜系中钛的金属氮化物格外引人瞩目，据统计目前全球50%以上的先进高速切削刀具表面采用Ti-Al-N系列涂层。S -TiN相中部分Ti原子被A1原子取代后，涂层的热稳定性温度可以由40(TC提高到80(TC左右，涂层硬度提高到31GPa左右，因此TiAlN系列涂层在切削工具领域获得广泛应用。 为了适应高速加工、甚至干式加工对涂层更高综合性能的要求，近10年来，TiAlN系涂层一直在往复合多层，甚至纳米复合多层方向发展。比较有代表性的先进TiAlN系列涂层为Balzers开发的FUTURANANO、 X-ceed涂层和CemeCon开发的ALOX涂层。研究发现通过适当合金元素的添加，可以进一步提高TiAlN系列涂层的抗高温氧化能力、耐磨损能力。涂层中添加Cr/Y/Si/Hf/Zr/V等元素的研究报道见于相关科技期刊。

【技术保护点】
一种多元Ｔｉ－Ａｌ－Ｎ系纳米复合多层涂层，其特征在于：该纳米复合多层涂层是在工具或模具基体上以ＴｉＮ作为结合层，结合层上的膜层结构为［ＴｉＮ／（Ｔｉ，Ａｌ，Ｘ）Ｎ］↓［ｎ］，其中Ｘ指Ｃｒ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｙ中的一种或多种组合；ｎ＝５－１５，为重复膜层数量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭继华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]