一种高温自润滑TiAlMoN/CrAlN多层硬质涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温自润滑TiAlMoN/CrAlN多层硬质涂层及其制备方法，属于刀具涂层领域。本发明专利技术涂层通过Mo元素合金化与多层结构设计，显著提升涂层综合性能。Mo固溶在TiAlN晶格内，其较大的原子半径引发晶格畸变，阻碍位错运动，进而提升涂层的力学强度。Mo元素在摩擦过程中可形成自润滑Magnéli相，具有易于剪切的滑移面结构，可以提高涂层的耐磨性能。在结构设计方面，在多层界面处沉积纳米多层结构，通过共格外延生长保证层间结合强度。多层设计可以结合TiAlMoN的高硬度和CrAlN的强抗氧化性，同时，多层界面结构可以有效阻碍位错运动和裂纹拓展，进一步拓展了涂层的服役温度范围和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于刀具涂层领域，具体涉及一种高温自润滑tialmon/craln多层硬质涂层及其制备方法。

技术介绍

1、随着现代制造业向高速、精密和绿色化方向快速发展，切削加工技术对刀具性能的要求日益严苛，尤其是在航空航天、汽车制造等领域中，难加工材料(如钛合金、高温合金)的广泛应用进一步推动了刀具涂层技术的革新。硬质涂层作为提升刀具寿命与加工效率的核心技术，需兼具高硬度、优异耐磨性、高温抗氧化性及低摩擦系数等特性。然而，单一涂层体系往往难以满足多维性能需求，因此多层复合涂层设计成为当前研究热点。

2、传统tialn涂层因具有高硬度和时效硬化效应，成为刀具涂层的主流选择。但其摩擦系数较高，导致室温耐磨性不足限制了其在高速切削中的表现。此外，tialn的抗氧化温度仅约850℃，高温下易发生相变(立方相向六方aln转化)，导致力学性能急剧下降。craln涂层虽具备更优的高温抗氧化性(>1000℃)和热稳定性，但其硬度与耐磨性低于tialn，且缺乏时效硬化效应，高温下可能生成cr2n等脆性相，影响涂层寿命。现有研究尝试通过tialn/craln多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高温自润滑TiAlMoN/CrAlN多层硬质涂层，其特征在于，由下往上包括Cr过渡层和若干层由CrAlN内层-循环交替层-TiAlMoN表层组成的复合层，所述交替层由下往上包括TiAlMoN层和CrAlN层。

2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述多层硬质涂层的厚度为2-10μm；所述Cr过渡层的厚度为30-200nm。

3.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述CrAlN内层的厚度为150-300nm，所述CrAlN内层与TiAlMoN表层的厚度比为1:0.5-3。

4.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述交替层中，TiAl...

【技术特征摘要】

1.一种高温自润滑tialmon/craln多层硬质涂层，其特征在于，由下往上包括cr过渡层和若干层由craln内层-循环交替层-tialmon表层组成的复合层，所述交替层由下往上包括tialmon层和craln层。

2.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述多层硬质涂层的厚度为2-10μm；所述cr过渡层的厚度为30-200nm。

3.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述craln内层的厚度为150-300nm，所述craln内层与tialmon表层的厚度比为1:0.5-3。

4.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述交替层中，tialmon层和craln层的厚度范围均为5-15nm。

5.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述交替层的循环数为2-4个。

6.根据权利要求1所述的涂层，其特征在于，所述复合层的个数为4-16个。

7.一种权利要求1所述的高温自润滑tialmon/craln多层硬质涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：兰睿，项广麒，朱亚岩，付玉，王国栋，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：

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