[发明专利]具有硬质涂层的被覆件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有硬质涂层的被覆件，包括硬质基体及形成于该基体上的结合层，其特征在于：该被覆件还包括形成于该结合层上的纳米硬质涂层，该纳米硬质涂层包括多层TiAlN层和多层SiN层，所述TiAlN层和SiN层交替堆叠，该纳米硬质涂层经交替沉积所述TiAlN层和SiN层后进行氮化热处理制得。

2.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：所述TiAlN层中钛原子与铝原子个数比为1∶1；钛原子与铝原子个数之和与氮原子个数比为1∶0.9～1∶1。

3.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：所述SiN层中硅原子与氮原子个数百分比为1∶1～1∶1.3。

4.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：每一TiAlN层和与其相邻的SiN层的厚度之和为3～15nm，该纳米硬质涂层的总厚度为1～2.5微米。

5.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：该结合层为一钛铝合金层。

6.如权利要求1所述的被覆件，其特征在于：该硬质基体为高速钢、硬质合金、陶瓷、不锈钢、镁合金及铝合金中的一种。

7.一种具有硬质涂层的被覆件的制备方法，包括以下步骤：

提供硬质基体；

提供一磁控溅射设备，将该硬质基体放入该磁控溅射设备的转架上，在该磁控溅射设备的真空室内相对设置钛铝合金靶及硅靶；

开启钛铝合金靶，在硬质基体上溅射一结合层；

同时开启钛铝合金靶和硅靶，以氮气为反应气体，在结合层上交替溅射多层TiAlN层和多层SiN层，以形成纳米硬质涂层，该TiAlN层和该SiN层交替堆叠；

在氮气气氛下对该纳米硬质涂层进行氮化热处理。

8.如权利要求7所述的被覆件的制备方法，其特征在于：溅射所述结合层是在如下条件下进行：真空室内真空度为1.0×10^-3～8.0×10^-3Pa，通入氩气，氩气流量为150～300sccm，硬质基体施加偏压至-100～-300V，钛铝合金靶的功率为300～500瓦，溅射时间为5～10分钟。

9.如权利要求7所述的被覆件的制备方法，其特征在于：溅射所述纳米硬质涂层是在如下条件下进行：硬质基体施加偏压-100～-300V，同时通入氩气和氮气，氩气流量为300～400sccm，氮气流量为70～1300sccm；钛铝合金靶的功率为400～500瓦，硅靶的功率为300～400瓦，转架的转速为2～5rpm，沉积时间为30～120分钟。

10.如权利要求7所述的被覆件的制备方法，其特征在于：该氮化热处理是将该形成有该结合层及该纳米硬质涂层的硬质基体放入高温热处理炉中，向热处理炉中通入氮气以形成氮气气氛，对该热处理炉以8～12℃/min的升温速率进行升温，热处理温度为500～550℃，保持该热处理温度30-60分钟。

11.如权利要求7所述的被覆件的制备方法，其特征在于：该结合层为一钛铝合金层。

12.如权利要求7所述的被覆件的制备方法，其特征在于：该硬质基体为高速钢、硬质合金、陶瓷、不锈钢、镁合金及铝合金中的一种。