[发明专利]硬质涂层及其制备方法及具有该涂层的被覆件

权利要求书

1.一种硬质涂层，形成于硬质基体表面上，该硬质涂层主要由钛-硅-氮三组元构成，其特征在于：该硬质涂层中钛原子的个数含量由靠近该基体至远离该基体的方向呈梯度减少，硅原子的个数含量由靠近基体至远离基体的方向呈梯度增加。

2.如权利要求1所述的硬质涂层，其特征在于：该硬质涂层中钛原子个数占钛原子和硅原子个数总量的百分数为20％～80％。

3.如权利要求2所述的硬质涂层，其特征在于：该硬质涂层中钛原子个数的占钛原子和硅原子个数总量的百分数为30％～60％。

4.如权利要求1所述的硬质涂层，其特征在于：该硬质涂层中氮原子的含量不变。

5.如权利要求1所述的硬质涂层，其特征在于：该硬质涂层的厚度为1～8μm。

6.一种被覆件，包括一硬质基体及形成于该基体上的硬质涂层，该硬质涂层主要由钛-硅-氮三组元构成，其特征在于：该硬质涂层中钛原子的含量由靠近该基体至远离该基体的方向呈梯度减少，硅原子的含量由靠近基体至远离基体的方向呈梯度增加。

7.如权利要求6所述的被覆件，其特征在于：该被覆件为切削刀具、精密量具及模具中的一种。

8.如权利要求6所述的被覆件，其特征在于：该基体为高速钢、硬质合金、金属陶瓷、陶瓷及烧结金刚石中的一种。

9.如权利要求6所述的被覆件，其特征在于：该硬质涂层中钛原子个数占钛原子和硅原子个数总量的百分数为20％～80％。

10.一种硬质涂层的制备方法，包括以下步骤：

将承镀基体放入一电弧离子镀膜机中，将纯钛靶材和纯硅靶材间隔地置于电弧离子镀膜机的弧源位置上；

对电弧离子镀膜机的真空室抽真空后通入氩气和反应气体氮气，调节偏压至-150～250V，开启钛靶，并调节钛靶电流为70～100A，同时开启硅靶，并在预定时间内，将硅靶电流从40～50A逐步增加至70～100A后维持不变，在预定时间内，逐步将钛靶电流从70～100A降低至30～50A，由此在承镀基体上沉积出一主要由钛-硅-氮三组元构成的硬质涂层，该硬质涂层中钛原子的含量随着该涂层厚度的增加而逐渐减少，硅原子的含量随着该涂层厚度的增加而增加。

11.如权利要求10所述的硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述真空室抽真空后的真空度为10^-3Pa级；通入所述氩气的流量为300sccm，通入所述氮气的流量为200～280sccm。

12.如权利要求11所述的硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述氮气流量为240sccm。

13.如权利要求10所述的硬质涂层的制备方法，其特征在于：所述硅靶电流从40～50A逐步增加至70～100A所需的时间为30～40分钟，所述钛靶电流从70～100A均匀降低至30～50A所需的时间为20～30分钟。

14.如权利要求10所述的硬质涂层的制备方法，其特征在于：该硬质涂层中钛原子个数占钛原子和硅原子个数总量的百分数为20％～80％。