切削刀具用多层梯度结构涂层及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110616402A(43)申请公布日2019.12.27(21)申请号201910940341.X(22)申请日2019.09.30(71)申请人株洲华锐精密工具股份有限公司地址412000湖南省株洲市芦淞区创业二路68号(72)发明人张华栋林孝良肖旭凯高江雄(74)专利代理机构长沙轩荣专利代理有限公司43235代理人黄艺平(51)Int.Cl.C23C14/06(2006.01)C23C14/32(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称切削刀具用多层梯度结构涂层及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种切削刀具用多层梯度结构涂层及其制备方法，所述涂层包括周期性交替沉积的m(AlCrN/TiAlTaN)层、n(AlCrN/TiAlTaN/TiAlSiN)层与k(TiAlTaN/TiAlSiN)层，所述涂层厚度为0.7～9μm；其中，m、n、k为调制周期，1≤m≤1500；0≤n≤1000；0≤k≤1500。方法包括：去除刀具表面脏化物，并对刀具表面进行活化处理；用阴极电弧离子镀技术在刀具基体上依次周期性交替沉积上述涂层；随炉冷却得到一种切削刀具用多层梯度结构涂层。上述多层梯度结构涂层克服了传统硬质涂层耐磨性与强韧性不可兼具的矛盾，同时表现出优异的抗氧化性能与高温稳定性。CN110616402ACN110616402A权利要求书1/1页1.一种切削刀具用多层梯度结构涂层，其特征在于，所述涂层包括交替沉积的m(AlCrN/TiAlTaN)层、n(AlCrN/TiAlTaN/TiAlSiN)层与k(TiAlTaN/TiAlSiN)层，所述涂层厚度为0.7～9μm；所述m(AlCrN/TiAlTaN)层为将AlCrN层与TiAlTaN层交替沉积m个周期所得，1≤m≤1500；所述n(AlCrN/TiAlTaN/TiAlSiN)层为将AlCrN层、TiAlTaN层与TiAlSiN层依次交替沉积n个周期所得，0≤n≤1000；所述k(TiAlTaN/TiAlSiN)层为将TiAlTaN层与TiAlSiN层交替沉积k个周期所得，0≤k≤1500。2.根据权利要求1所述切削刀具用多层梯度结构涂层，其特征在于，所述m(AlCrN/TiAlTaN)层厚度为0.02～3μm；所述m(AlCrN/TiAlTaN)层中AlCrN层或TiAlTaN层的单层厚度为0.001～1.5μm。3.根据权利要求1所述切削刀具用多层梯度结构涂层，其特征在于，所述n(AlCrN/TiAlTaN/TiAlSiN)层厚度为0.03～3μm，所述n(AlCrN/TiAlTaN/TiAlSiN)层中AlCrN层、TiAlTaN层或TiAlSiN层的单层厚度为0.001～1μm。4.根据权利要求1所述切削刀具用多层梯度结构涂层，其特征在于，所述k(TiAlTaN/TiAlSiN)层厚度为0.02～3μm，所述k(TiAlTaN/TiAlSiN)层中TiAlTaN层或TiAlSiN层的单层厚度为0.001～1.5μm。5.根据权利要求1所述切削刀具用多层梯度结构涂层，其特征在于，所述AlCrN层的原子个数百分比满足0.3≤Al≤0.75。6.根据权利要求1所述切削刀具用多层梯度结构涂层，其特征在于，所述TiAlTaN层的原子个数百分比满足0.3≤Al≤0.7，且0.01≤Ta≤0.25。7.根据权利要求1所述切削刀具用多层梯度结构涂层，其特征在于，所述TiAlSiN层的原子个数百分比满足0.3≤Al≤0.7，且0.01≤Si≤0.2。8.一种切削刀具用多层梯度结构涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)用氩离子轰击刻蚀，去除刀具表面脏化物，并对刀具表面进行活化处理；(2)用阴极电弧离子镀技术在刀具基体上交替沉积AlCrN层与TiAlTaN层，交替次数为1～1500次；(3)用阴极电弧离子镀技术在步骤(2)所得涂层表面上交替沉积AlCrN层、TiAlTaN层与TiAlSiN层，交替次数为0～1000次；(4)用阴极电弧离子镀技术在步骤(3)所得涂层表面上交替沉积AlCrN层、TiAlTaN层或TiAlSiN层，交替次数为0～1500次；于真空下将自然冷却至温度小于200℃，得到一种切削刀具用多层梯度结构涂层。9.根据权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述阴极电弧离子镀技术所用工作气体为氮气，氮气压力为3～3.5Pa。2CN110616402A说明书1/8页切削刀具用多层梯度结构涂层及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及切削刀具的涂层领域，特别涉及一种切削刀具用多层梯度结构涂层及其制备方法。背景技术[0002]涂层技术是切削领域的一场革命，通过在切削刀具表面沉积一层高