AlTiN高速切削刀具涂层的制备方法

摘要

本发明公开了一种AlTiN高速切削刀具涂层的制备方法，将高速切削刀具预处理后放入电弧离子镀膜设备中的转架杆上，以矩形Ti靶作为底层的Ti来源，矩形Ti靶安置在炉体左内壁上，通过矩形靶电弧电源的电流控制矩形Ti靶的溅射率；以圆形AlTi靶作为制备AlTiN涂层的Al、Ti元素来源，圆形AlTi靶共三个，以均布的方式安置在炉体右内壁上，通过圆形AlTi靶电弧电源的电流控制AlTi靶的溅射率；采用高纯Ar作为主要离化气体，保证有效的辉光放电过程；采用高纯N2作为反应气体，使其离化并与Al、Ti元素结合，在高速切削刀具表面沉积形成AlTiN涂层。该AlTiN涂层抗氧化温度可以达到900℃，具有优良的抗氧化性能。

主权项

一种AlTiN高速切削刀具涂层的制备方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：1）将高速切削刀具经预处理后放入电弧离子镀膜设备中的转架杆上，该转架杆随转架台转动，或者自转，以保证镀膜过程的均匀性；2）以矩形Ti靶作为底层的Ti来源，矩形Ti靶安置在炉体左内壁上，通过矩形靶电弧电源的电流控制矩形Ti靶的溅射率；以圆形AlTi靶作为制备AlTiN硬质涂层的Al、Ti元素来源，其中Al、Ti元素的原子成分比例为Al/Ti=67/33，圆形AlTi靶共三个，以均布的方式安置在炉体右内壁上，通过圆形AlTi靶电弧电源的电流控制圆形AlTi靶的溅射率；采用高纯Ar作为主要离化气体，保证有效的辉光放电过程；采用高纯N2作为反应气体，使其离化并与Al、Ti元素结合，在高速切削刀具表面沉积形成AlTiN涂层；3）制备工艺条件：A）高速切削刀具等离子体清洗：高速切削刀具装入真空室后，抽真空并加热到480℃不变，通入10ml/min的Ar到真空室，当真空室气压达到6Pa时，开偏压至‑1000V对真空室内的高速切削刀具表面进行轰击清洗，持续30分钟；B）Ti底层制备：高速切削刀具清洗完成后，调节Ar流量到20ml/min，将真空室气压调至0.3Pa，打开矩形Ti靶电弧电源，弧电流110A，调整偏压到‑300V，在高速切削刀具上制备Ti底层，持续10分钟；C）AlTiN涂层制备：Ti底层制备完成后，将偏压调整为‑200V，打开N2开关，调整N2流量使真空室气压为0.6Pa，将矩形Ti靶关闭，将圆形AlTi靶打开，电流为80A，开始制备AlTiN涂层，持续70分钟，镀膜过程中真空室温度由加热器加热 维持为480℃。