本發(fā)明屬于材料表面改性技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于刀具的多層復(fù)合涂層、刀具及其制備方法。

背景技術(shù)：

CrAlN涂層作為保護(hù)材料被廣泛應(yīng)用于刀具、模具。CrAlN由Al替代CrN中的Cr形成的立方結(jié)構(gòu)的亞穩(wěn)相CrAlN涂層，其晶體結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能會(huì)隨Al含量的變化而變化。在保持CrN的面心立方結(jié)構(gòu)時(shí)，涂層的力學(xué)性能會(huì)隨Al含量的上升而上升，當(dāng)Al含量超過(guò)CrN的固溶度時(shí)，涂層的結(jié)構(gòu)向六方結(jié)構(gòu)的AlN轉(zhuǎn)化而使其力學(xué)和熱性能顯著下降。

CrAlN涂層作為保護(hù)材料經(jīng)常被應(yīng)用于高溫場(chǎng)合，因此，其高溫性能非常重要。CrAlN涂層的高溫抗氧化性能較好，高于1000℃。但亞穩(wěn)相的CrAlN涂層在高溫(高于900℃)時(shí)會(huì)向其穩(wěn)定相Cr和密排六方的AlN轉(zhuǎn)化而使其力學(xué)性能下降，其中Cr的生成需要經(jīng)過(guò)Cr₂N過(guò)渡完成，尤其是涂層熱分解過(guò)程中Cr-N鍵的不穩(wěn)定釋放N原子而使其力學(xué)性能顯著降低。

基于CrAlN涂層的多元合金化和多層結(jié)構(gòu)優(yōu)化是目前改善其性能的有效手段。在CrAlN涂層中添加Zr，由于Zr-N之間的鍵能高于Cr-N鍵和Al-N鍵，可以顯著改善CrAlN涂層的熱穩(wěn)定性能。添加Zr后，在Cr_0.48Al_0.52N涂層熱分解的起始溫度增加，涂層的硬度也隨之升高。但Zr的加入會(huì)降低CrAlN涂層中A1的固溶度，過(guò)高的Zr添加會(huì)使涂層的結(jié)構(gòu)向六方相轉(zhuǎn)化而使其性能下降。

涂層材料改性的另一手段多層結(jié)構(gòu)可組合不同材料的優(yōu)勢(shì)，特別是當(dāng)多層復(fù)合涂層每一層的厚度控制在納米尺度時(shí)，一種材料會(huì)以另一種材料為模板共格外延生長(zhǎng)(又稱之位超點(diǎn)陣涂層)，其界面強(qiáng)化效應(yīng)可使涂層的硬度急劇上升。多層復(fù)合涂層的界面狀況除了與其調(diào)制周期和調(diào)制比密切相關(guān)外，還受每一種涂層材料本征性能(譬如：點(diǎn)陣常數(shù)、模量等)的影響。由于Cr_0.32A_0.68N和ZrN兩種材料的點(diǎn)陣常數(shù)相差太大(～12％)，導(dǎo)致其應(yīng)變能太大而很難形成完全共格生長(zhǎng)的超點(diǎn)陣涂層。當(dāng)CrAlN/ZrN涂層的調(diào)制周期為9nm時(shí)，CrAlN層和ZrN層為完全非共格的多層復(fù)合涂層，此時(shí)ZrN層的引入對(duì)CrAlN涂層的性能基本沒(méi)有影響。當(dāng)CrAlN/ZrN涂層的調(diào)制周期降低到5nm，CrAlN層和ZrN層之間的界面為部分共格界面，此時(shí)，涂層的硬度和熱穩(wěn)定溫度均有提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于刀具上的多層復(fù)合涂層、刀具及其制備方法，從而該多層復(fù)合涂層組合了各種材料的優(yōu)勢(shì)，具有高的硬度和優(yōu)異熱穩(wěn)定性，提高了涂層的使用性能和應(yīng)用領(lǐng)域。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一方面，本發(fā)明提供一種用于刀具的多層復(fù)合涂層，包括周期性交替沉積的多個(gè)涂層單元，所述涂層單元包括依次沉積的交替沉積的Cr_1-xAl_xN層、Cr_1-yZr_yN層、ZrN層和Cr_1-yZr_yN層；其中，0≤x≤0.70，0.30≤y≤0.70。

優(yōu)選地，所述Cr_1-xAl_xN層、Cr_1-yZr_yN層、ZrN層的單層厚度均為2～10nm，單層厚度太低，工業(yè)化生產(chǎn)中難以控制；單層厚度太高，每一單層生長(zhǎng)過(guò)程中累計(jì)的應(yīng)變能過(guò)大，難以獲得共格外延生長(zhǎng)的多層涂層，各單層在該厚度范圍內(nèi)，能夠獲得共格外延生長(zhǎng)的多層涂層。

優(yōu)選地，所述多層復(fù)合涂層的總厚度為1μm～12.0μm。

優(yōu)選地，所述多層復(fù)合涂層的總厚度為1μm～6.0μm，優(yōu)選為3μm，多層復(fù)合涂層如果過(guò)薄，會(huì)影響到復(fù)合涂層的保護(hù)性能和保護(hù)效果，但過(guò)厚的復(fù)合涂層不僅會(huì)產(chǎn)生過(guò)高的應(yīng)力，導(dǎo)致涂層易剝落，而且成本也隨之增加，該厚度范圍內(nèi)的涂層具有較好地保護(hù)性能、保護(hù)效果，不易剝落，成本低。

優(yōu)選地，所述基體與所述多層復(fù)合涂層之間還設(shè)有Cr_1-xAl_xN過(guò)渡層，Cr_1-xAl_xN過(guò)渡層的引入可改善涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。

優(yōu)選地，所述Cr_1-xAl_xN過(guò)渡層的厚度為50nm～1000nm。

優(yōu)選地，所述Cr_1-xAl_xN層、Cr_1-yZr_yN層和ZrN層均為面心立方結(jié)構(gòu)，在保持面心立方結(jié)構(gòu)時(shí)，涂層具有好的性能，且Cr_1-xAl_xN層和Cr_1-yZr_yN層之間更容易形成共格界面。

另一方面，本發(fā)明還提供一種刀具，上述多層復(fù)合涂層，還包括刀具基體，所述多層復(fù)合涂層設(shè)在所述刀具基體上。

另一方面，本發(fā)明還提供一種上上述刀具的制備方法，所述方法采用物理氣相沉積多靶交替沉積的方法，在刀具本體上分別通過(guò)CrAl靶、CrZr靶、Zr靶和CrZr靶交替沉積Cr_1-xAl_xN層、Cr_1-yZr_yN層、ZrN層和Cr_1-yZr_yN層，得到成周期性交替沉積的Cr_1-xAl_xN/Cr_1-yZr_yN/ZrN/Cr_1-yZr_yN多層復(fù)合涂層。

優(yōu)選地，在刀具本體上沉積多層復(fù)合涂層前，還包括在基體上CrAl靶沉積Cr_1-xAl_xN過(guò)渡層的步驟。

優(yōu)選地，所述方法中的沉積氣氛為N₂或者是N₂和Ar的混合氣體。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：由于Cr_1-xAl_xN/Cr_1-yZr_yN/ZrN/Cr_1-yZr_yN多層復(fù)合涂層每個(gè)單層之間共格外延生長(zhǎng)，因此，其中Cr_1-yZr_yN層中的Zr-N鍵除了強(qiáng)化本層中的Cr-N外，還可穩(wěn)定Cr_1-xAl_xN層中的Cr-N鍵，而ZrN中的Zr-N鍵又可強(qiáng)化Cr_1-yZr_yN層中的Cr-N鍵，最終阻止涂層的熱分解行為改善其熱穩(wěn)定性。另外，共格外延生長(zhǎng)的Cr_1-xAl_xN/Cr_1-yZr_yN/ZrN/Cr_1-yZr_yN多層復(fù)合涂層的界面強(qiáng)化可顯著提高涂層的硬度。

通過(guò)多層復(fù)合涂層組合了各種材料的優(yōu)勢(shì)，具有高的硬度和優(yōu)異熱穩(wěn)定性，提高了涂層的使用性能和應(yīng)用領(lǐng)域。并且本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、設(shè)備要求低以及生產(chǎn)成本低廉。

研究和試驗(yàn)表明，Cr_1-yZr_yN的成分控制也就是其點(diǎn)陣常數(shù)的控制對(duì)多層涂層能否形成完全共格生長(zhǎng)的超點(diǎn)陣涂層異常重要。若Zr含量太高，則Cr_1-yZr_yN層和Cr_1-xAl_xN層之間點(diǎn)陣常數(shù)相差太大，難以形成共格界面；若Zr含量太低，則Cr_1-yZr_yN層和ZrN層之間點(diǎn)陣常數(shù)相差太大，難以形成共格界面。將Cr_1-yZr_yN中的y控制在0.30≤y≤0.70范圍內(nèi)，能夠形成完全共格生長(zhǎng)的超點(diǎn)陣涂層。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的不具有過(guò)渡層的多層復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有過(guò)渡層的多層復(fù)合涂層的結(jié)構(gòu)示意圖；

1、基體；

2、Cr_1-xAl_xN層；

3、Cr_1-yZr_yN層；

4、ZrN層；

5、Cr_1-xAl_xN過(guò)渡層

具體實(shí)施方式

除非特別指明，以下實(shí)施例中所用的藥品均可從正規(guī)渠道商購(gòu)獲得。

實(shí)施例1

通過(guò)物理氣相沉積方法沉積(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315))，利用CrAl靶、CrZr靶和Zr靶交替沉積“Cr_1-xAl_xN層2到Cr_1-yZr_yN層3到ZrN層4到Cr_1-yZr_yN層3”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_1-xAl_xN/Cr_1-yZr_yN/ZrN/Cr_1-yZr_yN多層復(fù)合涂層，Cr_1-xAl_xN層中的Al含量控制在0≤X＜0.70，Cr_1-yZr_yN層的Zr含量控制在0.30≤y≤0.70，Cr_1-xAl_xN層2、Cr_1-yZr_yN層3、ZrN層4和Cr_1-yZr_yN層3的單層厚度依次為3nm、8nm、4nm、9nm，經(jīng)過(guò)250個(gè)周期直至涂層的總厚度為6.0μm。

實(shí)施例2

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-N coatings and corresponding Ti_0.50Al_0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，首先在刀具基體1上采用CrAl靶沉積Cr_1-xAl_xN過(guò)渡層5，再在Cr_1-xAl_xN過(guò)渡層5上采用物理氣相沉積工藝?yán)肅rAl靶、CrZr靶和Zr靶沉積“Cr_1-xAl_xN層2到Cr_1-yZr_yN層3到ZrN層4到Gr_1-yZr_yN層3”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_1-xAl_xN/Cr_1-yZr_yN/ZrN/Cr_1-yZr_yN多層復(fù)合涂層，Cr_1-xAl_xN層₂中的Al含量控制在0≤X≤0.70，Cr_1-yZr_yN層的Zr含量控制在0.30≤y≤0.70，所述Cr_1-xAl_xN層2、Cr_1-yZr_yN層3、ZrN層4和Cr_1-yZr_yN層3的單層厚度依次為2nm、7nm、3nm、10nm，經(jīng)過(guò)450個(gè)周期直至涂層的總厚度為12μm。

實(shí)施例3

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti_0.50Al_0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，在刀具基體1上沉積“Cr_0.48Al₅₂N層2到Cr_0.50Zr_0.50N層3到ZrN層4到Cr_0.50Zr_0.50N層3”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_0.48Al₅₂N/Cr_0.50Zr_0.50N/ZrN/Cr_0.50Zr_0.50N多層復(fù)合涂層，其中Cr_0.48Al₅₂N層2、Cr_0.50Zr_0.50N層3、ZrN層4、Cr_0.50Zr_0.50N層3的厚度依次為6nm、5nm、4nm、5nm，經(jīng)過(guò)150個(gè)周期直至涂層的總厚度為3.0μm。

本發(fā)明制備的Cr_0.48Al₅₂N/Cr_0.50Zr_0.50N/ZrN/Cr_0.50Zr_0.50N多層復(fù)合涂層為單相立方結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米壓痕方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-N coatings and corresponding Ti_0.50Al_0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315))測(cè)定該涂層的硬度為～38.6GPa，而制備的Cr_0.48Al₅₂N單層涂層的硬度僅為～28.7GPa。

對(duì)照品同樣是以上述標(biāo)準(zhǔn)銑刀作為刀具基體，按普通的物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation ofTi-Al-N coatings and corresponding Ti_0.50Al_0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分別沉積普通的CrAlN涂層，TiAlN涂層的成分為T(mén)i_0.50Al_0.50N。

將上述涂層沉積在型號(hào)為T(mén)NMG 120408的硬質(zhì)合金刀片基體上，然后用本實(shí)施例3制得的復(fù)合涂層刀具和對(duì)照品進(jìn)行連續(xù)車削不銹鋼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，切削參數(shù)：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。

其中CrAlN涂層刀片的切削壽命為8分鐘，本發(fā)明涂層刀片的切削壽命為16分鐘。本發(fā)明的復(fù)合涂層的涂層刀具在車削不銹鋼時(shí)的使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)下的CrAlN涂層刀具有明顯提高。

實(shí)施例4.

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50 target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，在刀具基體1上沉積“Cr_0.48Al₅₂N層到Cr_0.50Zr_0.50N層到ZrN層到Cr_0.50Zr_0.50N層”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_0.48Al₅₂N/Cr_0.50Zr_0.50N/ZrN/Cr0.50Zr0.₅0N多層復(fù)合涂層，其中Cr_0.48Al₅₂N層、Cr_0.50Zr_0.50N層、ZrN層、Cr_0.50Zr_0.50N層的厚度依次為3nm、6nm、5nm、6nm，經(jīng)過(guò)150個(gè)周期直至涂層的總厚度為3.0μm。本發(fā)明制備的Cr_0.48Al₅₂N/Cr_0.50Zr_0.50N/ZrN/Cr_0.50Zr_0.50N多層復(fù)合涂層為單相立方結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米壓痕方法測(cè)定該涂層的硬度為～36.4GPa，而制備的Cr_0.48Al₅₂N單層涂層的硬度僅為～28.7GPa。

與實(shí)施例3相比，多層復(fù)合涂層的變化在于每一單層的厚度發(fā)生了變化，涂層的結(jié)構(gòu)仍為單相立方結(jié)構(gòu)，硬度略有下降。

對(duì)照品同樣是以上述標(biāo)準(zhǔn)銑刀作為刀具基體，按普通的物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分別沉積普通的CrAlN涂層，TiAlN涂層的成分為T(mén)i_0.50Al_0.50N。

將上述涂層沉積在型號(hào)為T(mén)NMG120408的硬質(zhì)合金刀片基體上，然后用本實(shí)施例4制得的復(fù)合涂層刀具和對(duì)照品進(jìn)行連續(xù)車削不銹鋼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，切削參數(shù)：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。

其中CrAlN涂層刀片的切削壽命為8分鐘，本發(fā)明涂層刀片的切削壽命為14分鐘。本發(fā)明的復(fù)合涂層的涂層刀具在車削不銹鋼時(shí)的使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)下的CrAlN涂層刀具有提高，但較實(shí)施例3有所下降。

實(shí)施例5

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporationof Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，在刀具基體1上沉積“Cr_0.48Al₅₂N層到Cr_0.50Zr_0.50N層到ZrN層到Cr_0.50Zr_0.50N層”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_0.48Al₅₂N/Cr_0.50Zr_0.50N/ZrN/Cr_0.50Zr_0.50N多層復(fù)合涂層，其中Cr_0.48Al₅₂N層、Cr_0.50Zr_0.50N層、ZrN層、Cr_0.50Zr_0.50N層的厚度依次為6nm、5nm、4nm、5nm，經(jīng)過(guò)300個(gè)周期直至涂層的總厚度為3.0μm。

本發(fā)明制備的Cr_0.48Al₅₂N/Cr_0.50Zr_0.50N/ZrN/Cr_0.50Zr_0.50N多層復(fù)合涂層為單相立方結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米壓痕方法測(cè)定該涂層的硬度為～36.8GPa，而制備的Cr_0.48Al₅₂N單層涂層的硬度僅為～28.7GPa。

與實(shí)施例3相比，多層復(fù)合涂層的變化在于每一單層的厚度發(fā)生了變化，涂層的結(jié)構(gòu)仍為單相立方結(jié)構(gòu)，硬度基本保持不變。

對(duì)照品同樣是以上述標(biāo)準(zhǔn)銑刀作為刀具基體，按普通的物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分別沉積普通的CrAlN涂層，TiAlN涂層的成分為T(mén)i_0.50Al_0.50N。

將上述涂層沉積在型號(hào)為T(mén)NMG120408的硬質(zhì)合金刀片基體上，然后用本實(shí)施例5制得的復(fù)合涂層刀具和對(duì)照品進(jìn)行連續(xù)車削不銹鋼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，切削參數(shù)：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂層刀片的切削壽命為8分鐘，本發(fā)明涂層刀片的切削壽命為15分鐘。本發(fā)明的復(fù)合涂層的涂層刀具在車削不銹鋼時(shí)的使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)下的CrAlN涂層刀具有提高，與實(shí)施例3基本相當(dāng)。

實(shí)施例6

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporationof Ti-A1-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，在刀具基體1上沉積厚度為200納米的Cr_0.32Al₆₈N過(guò)渡層，然后在Cr_0.32Al₆₈N過(guò)渡層上沉積沉積“Cr_0.32Al₆₈N層到Cr_0.60Zr_0.40N層到ZrN層到Cr_0.60Zr_0.40N層”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_0.32Al₆₈N/Cr_0.60Zr_0.40N/ZrN/Cr_0.60Zr_0.40N多層復(fù)合涂層，其中Cr_0.32Al₆₈N層、Cr_0.60Zr_0.40N層、ZrN層、Cr_0.60Zr_0.40N層的厚度依次為6nm、5nm、4nm、5nm，經(jīng)過(guò)150個(gè)周期直至涂層的總厚度為3.0μm。本發(fā)明制備的Cr_0.32Al₆₈N/Cr_0.60Zr_0.40N/ZrN/Cr_0.60Zr_0.40N多層復(fù)合涂層為單相立方結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米壓痕方法測(cè)定該涂層的硬度為～40.6GPa，而制備的Cr_0.48Al₅₂N單層涂層的硬度僅為～28.7GPa。

與實(shí)施例5相比，僅在周期性涂層和基體之間引入了200納米的Cr_0.32A1₆₈N過(guò)渡層，其它均保持不變，涂層的結(jié)構(gòu)仍為單相立方結(jié)構(gòu)，硬度基本保持。

對(duì)照品同樣是以上述標(biāo)準(zhǔn)銑刀作為刀具基體，按普通的物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分別沉積普通的CrAlN涂層，TiAlN涂層的成分為T(mén)i_0.50Al_0.50N。

將上述涂層沉積在型號(hào)為T(mén)NMG120408的硬質(zhì)合金刀片基體上，然后用本實(shí)施例6制得的復(fù)合涂層刀具和對(duì)照品進(jìn)行連續(xù)車削不銹鋼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，切削參數(shù)：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂層刀片的切削壽命為8分鐘，本發(fā)明涂層刀片的切削壽命為17分鐘。本發(fā)明的復(fù)合涂層的涂層刀具在車削不銹鋼時(shí)的使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)下的CrAlN涂層刀具有明顯提高，較實(shí)施例5有提高。

實(shí)施例7

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，在刀具基體1上沉積厚度為200納米的CrN過(guò)渡層，然后在CrN過(guò)渡層上沉積沉積“CrN層到Cr_0.30Zr_0.70N層到ZrN層到Cr_0.30Zr_0.70N層”的周期性變化趨勢(shì)的CrN/Cr_0.30Zr_0.70N/ZrN/Cr_0.30Zr_0.70NN多層復(fù)合涂層，其中CrN層、Cr_0.30Zr_0.70N層、ZrN層、Cr_0.30Zr_0.70N層的厚度依次為6nm、5nm、4nm、5nm，經(jīng)過(guò)150個(gè)周期直至涂層的總厚度為3.0μm。本發(fā)明制備的CrN/Cr_0.30Zr_0.70N/ZrN/Cr_0.30Zr_0.70NN多層復(fù)合涂層為單相立方結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米壓痕方法測(cè)定該涂層的硬度為～30.1GPa，而制備的Cr_0.48Al₅₂N單層涂層的硬度僅為～28.7GPa。

與實(shí)施例6相比，過(guò)渡層Cr_1-xAl_xN和周期性涂層中的Cr_1-xAl_xN和Cr_1-yZr_yN層的成分發(fā)生了變化，涂層的結(jié)構(gòu)仍為單相立方結(jié)構(gòu)，硬度明顯下降。

對(duì)照品同樣是以上述標(biāo)準(zhǔn)銑刀作為刀具基體，按普通的物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50A10.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分別沉積普通的CrAlN涂層，TiAlN涂層的成分為T(mén)i_0.50Al_0.50N。

將上述涂層沉積在型號(hào)為T(mén)NMG120408的硬質(zhì)合金刀片基體上，然后用本實(shí)施例7制得的復(fù)合涂層刀具和對(duì)照品進(jìn)行連續(xù)車削不銹鋼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，切削參數(shù)：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂層刀片的切削壽命為8分鐘，本發(fā)明涂層刀片的切削壽命為11分鐘。本發(fā)明的復(fù)合涂層的涂層刀具在車削不銹鋼時(shí)的使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)下的CrAlN涂層刀具有明顯提高，較實(shí)施例6有下降。

實(shí)施例8

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporationof Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，在刀具基體1上沉積厚度為200納米的Cr_0.32Al₆₈N過(guò)渡層，然后在Cr_0.32Al₆₈N過(guò)渡層上沉積沉積“Cr_0.32Al₆₈N層到Cr_0.60Zr_0.40N層到ZrN層到Cr_0.60Zr_0.40N層”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_0.32Al₆₈N/Cr_0.60Zr_0.40N/ZrN/Cr_0.60Zr_0.40N多層復(fù)合涂層，其中Cr_0.32Al₆₈N層、Cr_0.60Zr_0.40N層、ZrN層、Cr_0.60Zr_0.40N層的厚度依次為2nm、2nm、2nm、2nm，經(jīng)過(guò)375個(gè)周期直至涂層的總厚度為3.0μm。本發(fā)明制備的Cr_0.32Al₆₈N/Cr_0.60Zr_0.40N/ZrN/Cr_0.60Zr_0.40N多層復(fù)合涂層為單相立方結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米壓痕方法測(cè)定該涂層的硬度為～40.6GPa，而制備的Cr_0.48Al₅₂N單層涂層的硬度僅為～45.1GPa。

與實(shí)施例6相比，僅在周期性涂層中每一層的厚度和調(diào)制周期的數(shù)目發(fā)生了變化，其它均保持不變，涂層的結(jié)構(gòu)仍為單相立方結(jié)構(gòu)，硬度提高。

對(duì)照品同樣是以上述標(biāo)準(zhǔn)銑刀作為刀具基體，按普通的物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-Ncoatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分別沉積普通的CrAlN涂層，TiAlN涂層的成分為T(mén)i_0.50Al_0.50N。

將上述涂層沉積在型號(hào)為T(mén)NMG120408的硬質(zhì)合金刀片基體上，然后用本實(shí)施例8制得的復(fù)合涂層刀具和對(duì)照品進(jìn)行連續(xù)車削不銹鋼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，切削參數(shù)：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂層刀片的切削壽命為8分鐘，本發(fā)明涂層刀片的切削壽命為24分鐘。本發(fā)明的復(fù)合涂層的涂層刀具在車削不銹鋼時(shí)的使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)下的CrAlN涂層刀具有明顯提高，較實(shí)施例6有提高。

實(shí)施例9

通過(guò)物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)沉積，在刀具基體1上沉積厚度為200納米的Cr_0.32Al₆₈N過(guò)渡層，然后在Cr_0.32Al₆₈N過(guò)渡層上沉積沉積“Cr_0.32Al₆₈N層到Cr_0.60Zr_0.40N層到ZrN層到Cr_0.60Zr_0.40N層”的周期性變化趨勢(shì)的Cr_0.32Al₆₈N/Cr_0.60Zr_0.40N/ZrN/Cr_0.60Zr_0.40N多層復(fù)合涂層，其中Cr_0.32Al₆₈N層、Cr_0.60Zr_0.40N層、ZrN層、Cr_0.60Zr_0.40N層的厚度依次為10nm、10nm、10nm、10nm，經(jīng)過(guò)75個(gè)周期直至涂層的總厚度為3.0μm。本發(fā)明制備的Cr_0.32Al₆₈N/Cr_0.60Zr_0.40N/ZrN/Cr_0.60Zr_0.40N多層復(fù)合涂層為單相立方結(jié)構(gòu)，通過(guò)納米壓痕方法測(cè)定該涂層的硬度為～40.6GPa，而制備的Cr_0.48Al₅₂N單層涂層的硬度僅為～35.8GPa。

與實(shí)施例8相比，僅在周期性涂層中每一層的厚度和周期性數(shù)目發(fā)生了變化，其它均保持不變，涂層的結(jié)構(gòu)仍為單相立方結(jié)構(gòu)，硬度下降。

對(duì)照品同樣是以上述標(biāo)準(zhǔn)銑刀作為刀具基體，按普通的物理氣相沉積方法(參見(jiàn)：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分別沉積普通的CrAlN涂層，TiAlN涂層的成分為T(mén)i_0.50Al_0.50N。

將上述涂層沉積在型號(hào)為T(mén)NMG120408的硬質(zhì)合金刀片基體上，然后用本實(shí)施例9制得的復(fù)合涂層刀具和對(duì)照品進(jìn)行連續(xù)車削不銹鋼的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，切削參數(shù)：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂層刀片的切削壽命為8分鐘，本發(fā)明涂層刀片的切削壽命為18分鐘。本發(fā)明的復(fù)合涂層的涂層刀具在車削不銹鋼時(shí)的使用壽命比現(xiàn)有技術(shù)下的CrAlN涂層刀具有明顯提高，較實(shí)施例8降低。

以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。