一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度工具涂層，屬于材料表面鍍膜【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明涂層是由多弧離子鍍技術(shù)制備的中高溫自潤(rùn)滑多元梯度涂層，為三層梯度結(jié)構(gòu)，分別為CrN層、AlCrN層和AlCrTiSiN層，所述AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為0.84～1.09μm，AlCrTiSiN工作層厚度為1.61～2.36μm；所述AlCrTiSiN工作層中含有50～70％的(Al，Cr)N固溶體以及30～50％的(Al，Ti)N固溶體。本發(fā)明涂層在中高溫(500℃)時(shí)由于自潤(rùn)滑而具備極為優(yōu)異的摩擦磨損性能，為多弧離子鍍制備同類高端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了新方法，并且在高速切削工具上具有很好的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】—種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于材料表面鍍膜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種高速切削工具表面鍍膜強(qiáng)化處理工藝，尤其涉及一種AlCrTiSiN/AlCrN中高溫自潤(rùn)滑多元梯度工具涂層，本發(fā)明還涉及該多元梯度涂層的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]制造業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有關(guān)鍵性的作用和地位，強(qiáng)大的制造業(yè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。隨著現(xiàn)代化制造業(yè)向快速、高效、環(huán)保和節(jié)能等方面發(fā)展，其對(duì)切削刀具的要求也越來(lái)越高，而涂層技術(shù)是提高刀具加工性能和使用壽命的重要方法。
[0003]刀具涂層技術(shù)是指在切削刀具表面涂覆上一層硬質(zhì)薄膜來(lái)提高其耐磨性以達(dá)到增加其使用壽命，這種硬質(zhì)涂層不但具有很高的硬度，而且具有抗高溫氧化性、抗腐蝕性以及較好的摩擦性能。這些優(yōu)點(diǎn)使涂層在很大程度上提高了切削刀具的壽命，降低了維修費(fèi)用，減少了因刀具失效所導(dǎo)致的停車時(shí)間。而對(duì)于一些貴重刀具，由于可以多次涂層，增加了其重復(fù)使用，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]TiN涂層作為第一代涂層由于具有高硬度、低磨損及良好的化學(xué)穩(wěn)定性被廣泛應(yīng)用于刀具、模具和機(jī)器零部件的涂層。但TiN涂層較差的抗氧化性能和較低的熱紅硬性(500°C時(shí)其硬度就開(kāi)始急劇下降)，限制了其在苛刻條件下的應(yīng)用。在TiN涂層基礎(chǔ)上發(fā)展出的TiAlN和TiCrN超硬膜表現(xiàn)出很多優(yōu)于TiN的性能。與TiN膜層相比，TiAlN膜具有更加優(yōu)良的抗氧化性、耐磨性和更高的硬度；而TiCrN膜層則具有較低的表面粗糙度、高的熱穩(wěn)定性及耐磨性，因而TiAlN和TiCrN涂層逐漸取代TiN成為第二代涂層。
[0005]自從Veprek成功制備超硬nc-TiN/a_Si3H4涂層以來(lái),多元化合物及其多層復(fù)合涂層成為硬質(zhì)涂層研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在四元化合物的復(fù)合涂層或五元化合物涂層方面，CrAlTiN、AlTiSiN和TiSiCN涂層均擁有較低的摩擦因數(shù)和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。
[0006]本專利中在AlCrN基礎(chǔ)上，用多弧離子鍍方式制備AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度工具涂層。而在現(xiàn)今文獻(xiàn)中，研究AlCrTiSiN涂層的文獻(xiàn)較為少見(jiàn)，且研究方向集中在該涂層的力學(xué)性能和抗高溫氧化性能上，關(guān)于AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度工具涂層在中高溫下的自潤(rùn)滑現(xiàn)象尚未見(jiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層及其制備方法，使得AlCrTiSiN/AlCrN中高溫自潤(rùn)滑多元梯度工具涂層在高速切削工具上得以工業(yè)化應(yīng)用。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本發(fā)明提供了一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層，該涂層為三層梯度結(jié)構(gòu)，分別為極薄的CrN打底層、AlCrN梯度過(guò)渡層和AlCrTiSiN工作層；所述AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為0.84?1.09 μ m, AlCrTiSiN工作層厚度為1.61?2.36 μ m ;所述AlCrTiSiN工作層中含有50?70%的(Al，Cr)N固溶體以及30?50%的(Al，Ti)N固溶體。
[0010]本發(fā)明同時(shí)提供了一種上述中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0011](I)在真空室內(nèi)對(duì)稱位置分別放置第一電弧源、第二電弧源和第三電弧源，將Ar和隊(duì)氣體接入真空室內(nèi)；所述第一電弧源的靶材由單質(zhì)Cr制成，純度99.99%;第二電弧源的靶材由AlCr粉末冶金制成，Al和Cr的原子百分比為70:30，AlCr靶材的純度為99.99%；第三電弧源由AlTiSi粉末冶金制成，Al、Ti和Si的原子百分比為60:30:10, AlTiSi靶材的純度為99.99% ；
[0012](2)、將拋光、清洗處理后的工件用夾具夾持住固定于真空室內(nèi)的轉(zhuǎn)架上；所述工件轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)速為3rpm，真空室真空度為5.0X 10_2Pa，加熱溫度為430°C ；
[0013](3)、工件沉積鍍膜前往真空室內(nèi)通入Ar氣，加偏壓對(duì)工件表面進(jìn)行Ar離子轟擊清洗以去除表面殘留的吸附物及氧化物，關(guān)閉Ar氣；
[0014](4)、通入N2氣，調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，升高真空室內(nèi)溫度，啟動(dòng)第一電弧源用于沉積CrN打底層；所述沉積CrN打底層時(shí)N2氣分壓為0.8Pa，偏壓200V，沉積溫度450°C，沉積時(shí)間4min ；
[0015](5)、調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，啟動(dòng)第二電弧源，與第一電弧源一起沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第一層；所述沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第一層時(shí)，N2氣分壓為1.5Pa，偏壓100V，沉積時(shí)間 3.3min ；
[0016](6)、調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，關(guān)閉第一電弧源，僅余第二電弧源沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第二層；所述沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第二層時(shí)，N2氣分壓為3Pa，偏壓80V，沉積時(shí)間120min ；
[0017](7)、調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，啟動(dòng)第三電弧源，與第二電弧源一起沉積AlCrTiSiN工作層；所述沉積AlCrTiSiN工作層時(shí)，N2氣分壓為2?4Pa，偏壓50?120V，沉積時(shí)間90min ；
[0018](8)、鍍膜過(guò)程結(jié)束，工件隨爐冷卻至室溫。
[0019]作為一種優(yōu)化，所述步驟(7)中的N2氣分壓為3Pa，偏壓為80V，此時(shí)制備出的多元梯度工具涂層具備更為優(yōu)異的摩擦磨損性能。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)效果:
[0021 ] UCrN層、AlCrN層和AlCrTiSiN層三層呈梯度分布實(shí)現(xiàn)了涂層的成分多元化和結(jié)構(gòu)多層化，改善內(nèi)部應(yīng)力分布，使得該多元梯度涂層致密均勻，具有高硬度和極好的膜基結(jié)合力；
[0022]2、本發(fā)明涂層在中高溫(500°C )時(shí)由于自潤(rùn)滑而具備極為優(yōu)異的摩擦磨損性能(摩擦系數(shù)為0.025?0.107、磨損率為(1.601?2.81) X lO-V/Nm，這低于該膜層在室溫25°C下的摩擦系數(shù)(0.514?0.535)和磨損率(5.24?7.08X l(T16m3/Nm，也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)AlCrN涂層在500°C時(shí)的摩擦系數(shù)(0.354?0.376)和磨損率(2.61?5.04X l(T14m3/Nm))；
[0023]3、本發(fā)明涂層為多弧離子鍍制備同類高端產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了新方法，并且在高速切削工具上具有很好的應(yīng)用前景?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是本發(fā)明的真空室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]其中:1、真空室；2、電弧源；3、夾具；4、轉(zhuǎn)架；a、抽真空；b、脈沖偏壓。
[0026]圖2是本發(fā)明的工藝流程圖。
[0027]圖3是本發(fā)明AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層橫斷面的透射圖片。
[0028]圖4是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層硬度隨基體偏壓變化的示意圖。
[0029]圖5是本發(fā)明實(shí)施例1、4、5制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層硬度隨隊(duì)分壓變化的示意圖。
[0030]圖6是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層結(jié)合強(qiáng)度隨基體偏壓變化的示意圖。
[0031]圖7是本發(fā)明實(shí)施例1、4、5制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層結(jié)合強(qiáng)度隨N2分壓變化的示意圖。
[0032]圖8是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層在500°C下的摩擦系數(shù)曲線隨基體偏壓變化的示意圖。
[0033]圖9是本發(fā)明實(shí)施例1、4、5制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層在500°C下的摩擦系數(shù)曲線隨N2分壓變化的示意圖。
[0034]圖10是本發(fā)明實(shí)施例1、2、3制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層在500°C下的磨損率隨基體偏壓變化的示意圖。
[0035]圖11是本發(fā)明實(shí)施例1、4、5制備出的AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層在500°C下的磨損率隨N2分壓變化的示意圖。
[0036]圖12是本發(fā)明AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層與傳統(tǒng)AlCrN涂層分別在室溫(250C )和500°C下的摩擦系數(shù)曲線對(duì)比圖。
[0037]圖13是本發(fā)明AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層與傳統(tǒng)AlCrN涂層分別在室溫(250C )和500°C下的磨損率比較圖。
[0038]圖14是本發(fā)明AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層與傳統(tǒng)AlCrN涂層的切削壽命對(duì)比圖。
具體實(shí)施方案
[0039]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于下述實(shí)施例。
[0040]實(shí)施例1
[0041]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0042](I)、在真空室I內(nèi)部對(duì)稱位置分別放置第一電弧源2、第二電弧源2和第三電弧源2，將Ar和N2氣體接入真空室I內(nèi)。其中，第一電弧源的靶材由單質(zhì)Cr制成，純度99.99%；第二電弧源的靶材由AlCr粉末冶金制成，Al和Cr的原子百分比為70:30，AlCr靶材的純度為99.99%;第三電弧源由AlTiSi粉末冶金制成，Al、Ti和Si的原子百分比為60:30:10,AlTiSi革巴材的純度為99.99% ；
[0043](2)、選取單晶硅片作為工件，工件尺寸為20mmX IOmmX0.54mm，將拋光處理后的工件依次用丙酮和酒精超聲波清洗各15min，烘干后用夾具3夾持住固定于真空室I內(nèi)的轉(zhuǎn)架4上，對(duì)真空室I抽真空，使真空度達(dá)到5.0 X W2Pa,溫度加熱到430°C，設(shè)置工件轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)速為3rpm ；
[0044](3)、工件沉積鍍膜前往真空室I內(nèi)通入Ar氣，使真空室I內(nèi)的壓強(qiáng)為IPa，加負(fù)偏壓900V對(duì)工件表面進(jìn)行Ar離子轟擊清洗20min，以去除表面殘留的吸附物及氧化物，關(guān)閉Ar氣；
[0045](4)、通入N2氣，使N2氣分壓降至0.8Pa，偏壓降至200V，真空室內(nèi)溫度升至450°C，啟動(dòng)第一電弧源用于沉積CrN打底層，工作4min ；
[0046](5)、加充N2氣至1.5Pa,偏壓降至100V,啟動(dòng)第二電弧源,與第一電弧源一起沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第一層，工作3.3min ；
[0047](6)、加充N2氣至3Pa，偏壓降至80V，關(guān)閉第一電弧源，僅余第二電弧源沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第二層，工作120min ；
[0048](7)、保持N2氣分壓為3Pa，偏壓為80V不變，啟動(dòng)第三電弧源，與第二電弧源一起沉積AlCrTiSiN工作層，工作90min ；
[0049](8)、鍍膜過(guò)程結(jié)束，真空室I冷卻至室溫，打開(kāi)爐門(mén)，取出工件。
[0050]制備得到的涂層總厚度為3.ΙΟμπι，其中AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為L(zhǎng) 07 μ m，AlCrTiSiN工作層厚度 為2.03 μ m。
[0051]實(shí)施例2
[0052]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0053](I)~(6)、與實(shí)施例1中步驟(1)~(6)相同；
[0054](7)、保持N2氣分壓為3Pa不變，偏壓降低至50V，啟動(dòng)第三電弧源，與第二電弧源一起沉積AlCrTiSiN工作層，工作90min ；
[0055](8)、鍍膜過(guò)程結(jié)束，真空室I冷卻至室溫，打開(kāi)爐門(mén)，取出工件。
[0056]制備得到的涂層總厚度為2.45 μ m，其中AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為0.84 μ m，AlCrTiSiN工作層厚度為1.61 μ m。
[0057]實(shí)施例3
[0058]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0059](I)~(6)、與實(shí)施例1中步驟(1)至(6)相同；
[0060](7)、保持N2氣分壓為3Pa不變，偏壓增高至120V，啟動(dòng)第三電弧源，與第二電弧源一起沉積AlCrTiSiN工作層，工作90min ；
[0061](8)、鍍膜過(guò)程結(jié)束，真空室I冷卻至室溫，打開(kāi)爐門(mén)，取出工件。
[0062]制備得到的涂層總厚度為3.13μπι，其中AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為1.09μπι，AlCrTiSiN工作層厚度為2.04 μ m。
[0063]實(shí)施例4
[0064]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0065](I)~(6)、與實(shí)施例1中步驟(1)至(6)相同；[0066](7)、降低N2氣分壓至2Pa，保持偏壓為80V不變，啟動(dòng)第三電弧源，與第二電弧源一起沉積AlCrTiSiN工作層，工作90min ；
[0067](8)、鍍膜過(guò)程結(jié)束，真空室I冷卻至室溫，打開(kāi)爐門(mén)，取出工件。
[0068]制備得到的涂層總厚度為3.39μπι，其中AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為1.03μπι，AlCrTiSiN工作層厚度為2.36 μ m。
[0069]實(shí)施例5
[0070]如圖1和圖2所示，本實(shí)施例的一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，包括以下步驟:
[0071](I)?(6)、與實(shí)施例1中步驟(I)至(6)相同；
[0072](7)、加充N2氣，使N2氣分壓增加到4Pa，保持偏壓為80V不變，啟動(dòng)第三電弧源，與第二電弧源一起沉積AlCrTiSiN工作層，工作90min ；
[0073](8)、鍍膜過(guò)程結(jié)束，真空室I冷卻至室溫，打開(kāi)爐門(mén)，取出工件。
[0074]制備得到的涂層總厚度為2.41 μ m，其中AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為0.98 μ m，AlCrTiSiN工作層厚度為1.43 μ m。
[0075]如圖4和圖5所示，對(duì)比實(shí)施例1?實(shí)施例5，用納米壓痕法對(duì)中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的硬度進(jìn)行分析，涂層硬度均超過(guò)30GPa，且隨偏壓的增加而增力口，隨N2分壓的增加而降低。在偏壓120V、N2分壓3Pa和偏壓80V、N2分壓2Pa兩個(gè)沉積參數(shù)下得到相近的最高硬度值45.4GPa。
[0076]如圖6和圖7所示，對(duì)比實(shí)施例1?實(shí)施例5，用劃痕法對(duì)中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行分析，表征涂層結(jié)合強(qiáng)度的Lc2值(第二臨界載荷，即涂層與基體發(fā)生大量剝落時(shí)所對(duì)應(yīng)的載荷)隨偏壓和N2分壓的增加而降低。在沉積參數(shù)為偏壓80V、2Pa時(shí)得到最高Lc2值67N。
[0077]如圖8?圖11所示，對(duì)比實(shí)施例1?實(shí)施例5，使用銷盤(pán)摩擦磨損儀測(cè)量中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層在500°C下的摩擦系數(shù)并計(jì)算磨損率。可發(fā)現(xiàn)涂層摩擦系數(shù)和磨損率均隨偏壓和N2分壓的增加而先降后增，在沉積參數(shù)為偏壓80V、3Pa時(shí)摩擦系數(shù)和磨損率均最低，分別為0.0025和1.60X 10_16m3/Nm,磨損性能最優(yōu)。
[0078]如圖12和圖13所示，對(duì)實(shí)施例1，使用銷盤(pán)摩擦磨損儀測(cè)量被鍍膜工件在室溫(25 0C )和中高溫(500°C )下的摩擦系數(shù)，計(jì)算磨損率并與傳統(tǒng)AlCrN涂層作比較?？煽吹酱薃lCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層在500°C下的摩擦系數(shù)和磨損率均遠(yuǎn)低于室溫下的數(shù)值。同時(shí)由圖13中對(duì)比可發(fā)現(xiàn)雖然AlCrTiSiN/AlCrN涂層在室溫時(shí)的摩擦系數(shù)和磨損率稍高于AlCrN涂層，但500°C時(shí)AlCrTiSiN/AlCrN涂層的摩擦系數(shù)和磨損率遠(yuǎn)低于AlCrN涂層，且與AlCrN涂層的高溫下摩擦系數(shù)相差不大而磨損率高于室溫下磨損率的情況不同，AlCrTiSiN/AlCrN涂層在500°C下摩擦系數(shù)和磨損率均遠(yuǎn)低于室溫下數(shù)值。這是由于此多元梯度工具涂層在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化物薄膜，充當(dāng)了涂層與磨球間的潤(rùn)滑劑，使摩擦系數(shù)大幅下降并遠(yuǎn)低于室溫下磨損率，從而具備優(yōu)異的磨損性能。因此AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度超硬膜在中高溫(500°C )時(shí)具有極為優(yōu)異的磨損性能。
[0079]如圖14所示，將傳統(tǒng)AlCrN涂層和AlCrTiSiN/AlCrN多元梯度涂層處理高速切削刀頭作比較，本實(shí)施例中的中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層處理的高速切削刀頭的后刀面磨損量明顯低于AlCrN涂層處理過(guò)刀頭的磨損量，因而使高速切削刀頭的使用壽命大幅增加。這也是由于本實(shí)施例處理的高速切削刀頭具有優(yōu)異的中高溫磨損性能所致。
【權(quán)利要求】
1.一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層，其特征在于:該涂層為三層梯度結(jié)構(gòu)，分別為CrN打底層、AlCrN梯度過(guò)渡層和AlCrTiSiN工作層；所述AlCrN梯度過(guò)渡層厚度為0.84?L 09 μ m, AlCrTiSiN工作層厚度為1.61?2.36 μ m ;所述AlCrTiSiN工作層中含有50?70%的(Al，Cr)N固溶體以及30?50%的(Al，Ti)N固溶體。
2.一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)在真空室內(nèi)對(duì)稱位置分別放置第一電弧源、第二電弧源和第三電弧源，將Ar和隊(duì)氣體接入真空室內(nèi)；所述第一電弧源的靶材由單質(zhì)Cr制成，純度99.99%;第二電弧源的靶材由AlCr粉末冶金制成，Al和Cr的原子百分比為70:30，AlCr靶材的純度為99.99% ;第三電弧源由AlTiSi粉末冶金制成，Al、Ti和Si的原子百分比為60:30:10, AlTiSi革巴材的純度為99.99% ； (2)將拋光、清洗處理后的工件用夾具夾持住固定于真空室內(nèi)的轉(zhuǎn)架上；所述工件轉(zhuǎn)架轉(zhuǎn)速為3rpm，真空室真空度為5.0X10_2Pa，加熱溫度為430°C ； (3)工件沉積鍍膜前往真空室內(nèi)通入Ar氣，加偏壓對(duì)工件表面進(jìn)行Ar離子轟擊清洗以去除表面殘留的吸附物及氧化物，關(guān)閉Ar氣； (4)通入N2氣，調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，升高真空室內(nèi)溫度，啟動(dòng)第一電弧源用于沉積CrN打底層；所述沉積CrN打底層時(shí)N2氣分壓為0.8Pa，偏壓200V，沉積溫度450°C，沉積時(shí)間 4min ； (5)調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，啟動(dòng)第二電弧源，與第一電弧源一起沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第一層；所述沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第一層時(shí)，N2氣分壓為1.5Pa，偏壓100V，沉積時(shí)間3.3min ； (6)調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，關(guān)閉第一電弧源，僅余第二電弧源沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第二層；所述沉積AlCrN梯度過(guò)渡層第二層時(shí)，N2氣分壓為3Pa，偏壓80V，沉積時(shí)間120min ； (7)調(diào)節(jié)N2氣壓強(qiáng)與偏壓，啟動(dòng)第三電弧源，與第二電弧源一起沉積AlCrTiSiN工作層；所述沉積AlCrTiSiN工作層時(shí)，N2氣分壓為2?4Pa，偏壓50?120V，沉積時(shí)間90min ； (8)鍍膜過(guò)程結(jié)束，工件隨爐冷卻至室溫。
3.如權(quán)利要求2所述的一種中高溫自潤(rùn)滑多弧離子鍍多元梯度工具涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟(7)中的N2氣分壓為3Pa，偏壓為80V。
【文檔編號(hào)】C23C14/18GK103978748SQ201410238970
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】張世宏, 劉書(shū)媛, 李明喜, 陳汪林 申請(qǐng)人:安徽工業(yè)大學(xué)