[发明专利]被覆件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种被覆件及其制造方法。

背景技术

真空镀膜工艺在工业领域有着广泛的应用，其中，TiN薄膜镀覆在刀具或模具表面能大幅提高刀具和模具的使用寿命。然而，随着金属切削加工朝高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性方面发展，对表面被覆件的性能提出了更高的要求。传统的单一TiN被覆件在硬度、韧性等方面已经不能满足要求。

ZrN薄膜由于其硬度与韧性均优于TiN薄膜而受到人们的广泛关注。但单一的ZrN薄膜在硬度、抗氧化性等方面提高的空间不大，很难满足现代工业的需求。又知，CrN是一种硬质薄膜材料，可作为超硬工具材料及表面保护材料。但由于CrN本身的硬度并不算很高(约18GPa)，使其在刀具或模具上的应用受到了限制，另外，上述ZrN或CrN硬质薄膜的抗氧化性效果不佳，镀覆于刀具或模具表面不能起到良好的抗氧化作用，容易导致薄膜的失效。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种既具有高硬度又具有较佳抗氧化性能的被覆件。

另外，还提供一种上述被覆件的制造方法。

一种被覆件，该被覆件包括硬质基体，依次形成于该硬质基体上的过渡层、复合硬质层和抗氧化层，所述过渡层为铬层，所述复合硬质层包括依次形成于过渡层上的氮化铬层、氮化铪和氮化钼层，所述抗氧化层为氧化铝层。

一种被覆件的制造方法，包括以下步骤：

提供一硬质基体；

于该硬质基体的表面磁控溅射铬层；

于该铬层上磁控溅射氮化铬层；

于该氮化铬层上磁控溅射氮化铪层；

于该氮化铬层上磁控溅射氮化钼层；

于该氮化钼层上磁控溅射氧化铝层。

所述铬层对复合硬质层中的氮化铬层起到附着作用，其可很好地把硬质基体和复合硬质层更牢固地结合到一起。与此同时所述复合硬质层中依次形成的氮化铬层、氮化铪与氮化钼层的结合可使复合硬质层更稳固，主要是因为氮化铬层对铬层有较强的附着力，同时作为外层的氮化铪和氮化钼都具有与硬质基体较相近的热膨胀系数，因此界面处内应力小，从而使得外层的氮化铪和氮化钼层与氮化铬层的结合力更强、韧性更高，且位于氮化铬和氮化钼之间的氮化铪层的热稳定性和化学稳定性都要优于其他的硬质材料，所以，依次溅射的氮化铬和氮化铪层可显著提高被覆件的硬度和膜层耐脱落性。最后，在该复合硬质层磁控溅射氧化铝层，其可以给上述的复合硬质层带来更好的抗氧化性能，从而延长了产品的使用寿命。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的被覆件的剖视图；

图2为制造图1中被覆件所用真空镀膜机的俯视示意图。

主要元件符号说明

被覆件          10

硬质基体        11

过渡层          13

复合硬质层      15

氮化铬层        151

氮化铪层        153

氮化钼层        155

抗氧化层        17

镀膜机      100

镀膜室      20

轨迹        21

铬靶        22

铪靶        23

钼靶        24

铝靶        25

真空泵      30

以下为具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的被覆件10包括一硬质基体11，及依次形成于该硬质基体11上的过渡层13、复合硬质层15及抗氧化层17。

该过渡层13为铬层。

该复合硬质层15包括依次形成于硬质基体11上的氮化铬层151、氮化铪层153和氮化钼层155。该氮化铬层151、氮化铪层153和氮化钼层155可通过磁控溅射的方式形成。

该抗氧化层17为氧化铝层。

本实施例中，该复合硬质层15的厚度为4～8μm。

该硬质基体11的材质可以为高速钢、不锈钢等硬质金属。

本实施例中的被覆件10可为各类切削刀具、精密量具或模具。

制作所述被覆件10的方法主要包括如下步骤：

提供硬质基体11。

对该硬质基体11进行前处理。

将所述硬质基体11放入盛装有乙醇或丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗，以除去硬质基体11表面的杂质和油污。清洗完毕后烘干备用。