一种纳米复合钛铬硅氮化物刀具涂层及其制备方法

摘要

本发明公开了一种纳米复合钛铬硅氮化物刀具涂层及其制备方法，刀具基体为WC/Co硬质合金，涂层包含有过渡层的钛铬硅氮化物涂层，其中含有钛，铬，硅，氮元素，晶粒大小在5～15nm，涂层厚度1～4μm，涂层显微硬度26Gpa，高温稳定性达到1068℃以上，本发明的纳米复合钛铬硅氮化物涂层刀具采用离子镀与溅射镀相结合的方式制备的涂层刀具，适用于高速条件下的高硬度钢材料切削加工。

主权项

一种纳米复合钛铬硅氮化物刀具涂层的制备方法，其特征在于所述刀具涂层制备的步骤为：将经预处理后的未涂层刀具均匀固定在支架上，间距大于等于10mm，装入物理气相镀膜机中，调节工件支架转速为10～20rpm，抽至本底真空2.5～3.0×10‑3Pa，同时打开加热器，升温至300～500℃；打开Ar气流量阀，调节真空室为0.3～0.4Pa，基体加负偏电压290～310V，进行辉光溅射清洗9～11min，溅射功率7kw；随后开启极离子枪，以Ti离子高能轰击基体3～5分钟以活化基体表面；然后降低基体偏电压至200～260V，同时打开N2气流量阀，在流量200～300sccm、温度400～500℃、工作压力0.7～0.9Pa条件下，沉积TiN过渡层9～11min；通入反应气体N2，沉积钛铬硅氮化物刀具涂层，沉积时间保持在100～120min；完成镀膜后，刀具随炉降温至170℃后取出常温冷却即可；所述的钛铬硅氮化物刀具涂层按原子百分比计配比如下：钛30～60at.％，铬6～36at.％，硅4～20at.％，氮30～50at.％；所述的钛铬硅氮化物刀具涂层的厚度为1～4微米。