工模具的高熵合金涂层制备工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103173716A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103173716103173716A(43)申请公布日2013.06.26(21)申请号201310129638.0(22)申请日2013.04.15(71)申请人上海电机学院地址200240上海市闵行区江川路690号(72)发明人李荣斌孙勇毅汪龙(74)专利代理机构上海思微知识产权代理事务所(普通合伙)31237代理人郑玮(51)Int.Cl.C23C14/06(2006.01)C23C14/35(2006.01)C23C14/58(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称工模具的高熵合金涂层制备工艺(57)摘要本发明提供了一种工模具的高熵合金涂层制备工艺，首先，将Ni、Co、Fe、Cr、Ti以等摩尔比例配置制备NiCoFeCrTi高熵合金材料；然后，以所述NiCoFeCrTi高熵合金材料和一个单一元素材料为靶材，采用射频磁控溅射法在一个硬质合金基体上溅镀高熵合金氮化物薄膜涂层；最后，将所述高熵合金氮化物薄膜涂层放入一个空气气氛炉中，在所述空气气氛炉中在500至1000摄氏度的范围内对其氧化1小时后，再通入氮气在500至1000摄氏度的范围内对其进行1小时的热处理。本发明提供了一种能在保证涂层良好的高温稳定性以及与基体有着较高的结合强度的情况下，涂层的硬度、耐磨性及韧性都有明显提高的工模具的高熵合金涂层制备工艺。CN103173716ACN10376ACN103173716A权利要求书1/1页1.一种工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：首先，将镍、钴、铁、铬、钛以等摩尔比例配置制备NiCoFeCrTi高熵合金材料；然后，以所述NiCoFeCrTi高熵合金材料和一个单一元素材料为靶材，采用射频磁控溅射法在一个硬质合金基体上溅镀高熵合金氮化物薄膜涂层；最后，将所述高熵合金氮化物薄膜涂层放入一个空气气氛炉中，所述空气气氛炉中在500至1000摄氏度的范围内对其氧化1小时后，再通入氮气并在500至1000摄氏度的范围内对其进行1小时的热处理。2.如权利要求1所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：在硬质合金基体上贱镀高熵合金氮化物薄膜涂层前，先在所述硬质合金基体上预先镀上一层中间层。3.如权利要求1所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：所述单一元素材料为钼，所述高熵合金氮化物薄膜涂层为(NiCoFeCrTi)xMoyN。4.如权利要求3所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：在硬质合金基体上贱镀高熵合金氮化物薄膜涂层前，先在所述硬质合金基体上预先镀上一层中间层，所述中间层为钛材料。5.如权利要求1所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：所述单一元素材料为铝，所述高熵合金氮化物薄膜涂层为(NiCoFeCrTi)xAlyN。6.如权利要求5所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：在硬质合金基体上贱镀高熵合金氮化物薄膜涂层前，先在所述硬质合金基体上预先镀上一层中间层，所述中间层为铬材料。7.如权利要求1所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：所述单一元素材料为硅，所述高熵合金氮化物薄膜涂层为(NiCoFeCrTi)xSiyN。8.如权利要求7所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：在硬质合金基体上贱镀高熵合金氮化物薄膜涂层前，先在所述硬质合金基体上预先镀上一层中间层，所述中间层为高熵合金材料。9.如权利要求1所述的工模具的高熵合金涂层制备工艺，其特征在于：在配置制备NiCoFeCrTi高熵合金材料时，利用真空电弧熔炼方式反复熔炼4至5次进行制备。2CN103173716A说明书1/4页工模具的高熵合金涂层制备工艺技术领域[0001]本发明涉及一种工模具上的涂层制备技术，尤其涉及一种工模具的高熵合金涂层制备工艺。背景技术[0002]近年来，难加工材料、模具以及有些产品无切削液的加工要求，导致在高速切削、重切削及工件温度升温极快的加工环境下，易产生高温而导致刀具加速磨损、崩刃或造成刀具损伤以及模具表面磨损严重等，降低工模具使用寿命以及工模具表面粗糙度很差等现象。[0003]近年来，刀具、模具涂层技术发展迅速，工模具材料与纳米结构涂层技术相结合，使刀具的加工范围进一步扩大，涂层工模具材料为高速切削、硬切削、干切削和反复摩擦磨损的实现创造条件。[0004]目前常用的涂层材料为TiC、TiN、Ti（C,N）、TiAlN系列，虽然此类涂层高温稳定性好且与基体有着较高的结合强度，但是这种涂层的硬度、耐磨性及韧性与硬质合金相比还相差很多，在大规模生产中还存在许多技术难题有待解决，其中包括厚膜本身的强度以及厚膜与基体的结合强度