[发明专利]TiSiN+ZrSiN复合纳米涂层刀具及其制备方法

权利要求书

1.TiSiN+ZrSiN复合纳米涂层刀具，刀具基体材料为高速钢或硬质合金，其特征在于：涂层为多层结构，刀具表面为ZrSiN层，ZrSiN层与TiSiN层之间有TiZrSiN过渡层，TiSiN层与基体间有Ti过渡层。

2.TiSiN+ZrSiN复合纳米涂层刀具的制备方法，其特征在于采用多弧离子镀+中频磁控溅射共沉积的方法在刀具表面镀制Ti过渡层和TiSiN层、TiZrSiN层、ZrSiN层，其具体制备步骤为：

(1)前处理：将刀具基体材料抛光至镜面，去除表面污染层，放入酒精中超声清洗15min，充分干燥后放入镀膜机真空室，真空室本底真空7.0×10^-3Pa，加热至200～250℃，保温30min；

(2)离子清洗：通入Ar气，气压为1.5Pa，开启脉冲偏压电源，电压为800～900V，占空比0.2，辉光清洗15min；偏压降至400～600V，开启离子源，开启电弧源Ti靶，电流调至65A，离子清洗1～2min；

(3)沉积Ti：调整Ar气压为0.5Pa，偏压降至150V，电弧镀Ti5～7min；

(4)沉积TiSiN：调整工作气压为0.4～0.5Pa，偏压150V，电弧靶Ti靶电流为65A，开启N₂，调整N₂流量为140～180sccm，开启中频Si靶电流3.5～4.5A，电弧镀+中频磁控溅射共沉积TiSiN90～120min；

(5)沉积TiZrSiN：开启电弧靶Zr靶，电流调至60A，然后Zr靶电流每隔1min升高1A，直至电流为70A，多弧离子镀+中频磁控溅射沉积TiZrSiN10min；

(6)沉积ZrSiN：调整N₂流量为120～160sccm，关闭Ti靶，电弧镀+中频磁控溅射沉积ZrSiN50～60min；

(7)后处理：关闭Zr靶、Si靶，关闭离子源及气体源，关闭脉冲偏压电源，涂层结束。

3.根据权利要求1、2所述的纳米涂层刀具，其特征在于：所述TiSiN层、ZrSiN层Si含量的原子百分数在6～10%范围内。