多层涂层系统及其制备方法.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CN113981369A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111262178.X(22)申请日2021.10.28(71)申请人赣州澳克泰工具技术有限公司地址341000江西省赣州市经济开发区工业三路(72)发明人邱联昌谭卓鹏殷磊杨伦旺李世祺廖星文(74)专利代理机构广州睿金泽专利代理事务所(普通合伙)44430代理人董湘(51)Int.Cl.C23C14/06(2006.01)C23C14/32(2006.01)C23C14/35(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称多层涂层系统及其制备方法(57)摘要本发明公开了沉积在基体表面上的多层涂层系统及其制备方法，包括交替沉积的第一纳米层和第二纳米层；所述第一纳米层包含铝铬硼氮化物，所述第二纳米层包含具有(001)晶面择优取向生长的六方结构的二硼化钛；所述(001)晶面的织构系数TC≥2.0，所述第一纳米层具有硼含量较高区域和硼含量较低区域，所述硼含量较高区域临近所述第二纳米层。本发明的目的在于提供一种多层涂层系统，以减小钛合金、镍基高温合金等材料加工时的粘结磨损和氧化磨损。CN113981369ACN113981369A权利要求书1/1页1.沉积在基体表面上的多层涂层系统，其特征在于，包括交替沉积的第一纳米层和第二纳米层；所述第一纳米层包含铝铬硼氮化物，所述第二纳米层包含具有(001)晶面择优取向生长的六方结构的二硼化钛；所述(001)晶面的织构系数TC≥2.0，所述第一纳米层具有硼含量较高区域和硼含量较低区域，所述硼含量较高区域临近所述第二纳米层。2.根据权利要求1所述的沉积在基体表面上的多层涂层系统，其特征在于，所述织构系数TC定义如下：式中：I(hkl)为通过X射线衍射测量到的(hkl)晶面的反射强度，I0为根据PDF卡号35‑0741的衍射反射的标准强度，n为计算中所用的反射晶面的数目，所用的(hkl)反射晶面有(001)、(100)、(101)、(002)、(110)、(200)、(201)、(112)。3.根据权利要求1或2所述的沉积在基体表面上的多层涂层系统，其特征在于，所述(001)晶面的织构系数TC≥5.0，且所述二硼化钛以柱状晶形式生长。4.根据权利要求1所述的沉积在基体表面上的多层涂层系统，其特征在于，所述第一纳米层与所述第二纳米层的厚度之和不大于500nm。5.根据权利要求4所述的沉积在基体表面上的多层涂层系统，其特征在于，所述第一纳米层与所述第二纳米层的厚度之比为R，1≤R≤3。6.根据权利要求1所述的沉积在基体表面上的多层涂层系统，其特征在于，还包括结合层，所述结合层位于基体与多层涂层之间，所述多层涂层包括交替沉积的所述第一纳米层和第二纳米层；所述结合层为AlxCr1‑xN、AlxTi1‑xN、CrN、TiN、AlN、Cr、Ti涂层中的一种或多种。7.多层涂层系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S2：通过在含氮气气氛中由阴极电弧离子镀或磁控溅射技术来沉积形成第一纳米层，所述的阴极电弧离子镀或磁控溅射技术使用至少一个铝铬硼靶材；所述第一纳米层包含铝铬硼氮化物，其具有硼含量较高区域与硼含量较低区域，所述硼含量较高区域临近第二纳米层；S3：通过在氩气气氛中由磁控溅射技术来沉积形成所述第二纳米层，所述磁控溅射技术使用至少一个含钛靶材，沉积过程中在基体上施加第一负偏压；所述第二纳米层包含具有(001)晶面择优取向生长的六方结构的二硼化钛，所述(001)晶面的织构系数TC≥2.0；S4：多次交替进行步骤S2和S3，以形成涂覆于所述基体上的多层涂层；所述多层涂层包括交替沉积的所述第一纳米层和所述第二纳米层。8.根据权利要求7所述的多层涂层系统的制备方法，其特征在于，所述步骤S2之前还包括以下步骤：S1：在所述基体上通过反应性阴极电弧离子镀技术沉积形成结合层，且在部分沉积时间内在所述基体上施加第二负偏压；所述结合层位于所述基体与所述多层涂层之间。9.根据权利要求7或8所述的多层涂层系统的制备方法，其特征在于，所述铝铬硼靶材和所述含钛靶材均为粉末冶金制备的靶材；所述第一负偏压和所述第二负偏压的绝对值均不低于40V。2CN113981369A说明书1/6页多层涂层系统及其制备方法技术领域[0001]本发明属于表面防护涂层领域，尤其涉及多层涂层系统及其制备方法。背景技术[0002]高温合金通常分为镍基高温合金、钴基高温合金和铁基高温合金等。其中，镍基高温合金具有优异的高温强度、良好的抗氧化和抗热腐蚀性能、良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，被广泛应用于航空、航天、轮船和能源等领域。镍基高温合金的难加工特性主要表现为切削力大、切削温度高、导热性差