[发明专利]一种切削刀具材料表面的Ti/TiN/TiAlN复合镀层及其制备方法

权利要求书

1.一种切削刀具材料表面的Ti/TiN/TiAlN复合镀层的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

（1）将切削刀具材料表面进行清洗；

（2）利用离子镀设备依次镀覆Ti层、TiN层；

（3）利用磁控溅射设备镀覆TiAlN层，得到Ti/TiN/TiAlN复合镀层。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，

所述Ti层的镀覆条件为偏压调控在-200伏、占空比为20%，单弧靶电流为70安培，电压为18～25伏；镀膜时间为10分钟；

所述TiN层的镀覆条件为氮气流量调整为80SCCM，镀膜时间为5～30分钟；

所述TiAlN层的镀覆条件为抽真空至3×10^-4Pa以上，将氮气流量调整为2～4SCCM，基体材料温度控制在430～460℃，靶源功率为6～8W/cm²，偏压-150伏，镀膜时间为90分钟。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述清洗为先进行表面清洗，然后进行离子清洗。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述表面清洗是将刀具材料在丙酮和酒精中用超声波依次清洗15分钟，然后烘干。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述离子清洗是将刀具材料装入多弧离子镀膜机中，抽真空至6.5×10^-3Pa以上，温度控制在200～230℃，加偏压-700伏，占空比为40%；启动单弧靶源，电流70A，电压18～25伏；用高纯氩轰击刀具材料表面进行清洗，清洗时间为5分钟。

6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述Ti层、TiN层镀覆及离子清洗中，刀具材料距靶源距离均为150mm，刀具材料自转或公转；TiAlN层镀覆中，刀具材料固定在样品架上，距靶源70mm。

7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述刀具材料为高速钢切削刀具材料。

8.权利要求1～7任意一项方法制备的Ti/TiN/TiAlN复合镀层。

9.根据权利要求8所述的复合镀层，其特征在于，在切削刀具材料表面依次镀有Ti层、TiN层、TiAlN层，所述Ti层和TiN层为过渡层，在过渡层与TiAlN层之间嵌有微米级大颗粒，该大颗粒是沉积的钛滴。

10.根据权利要求8或9所述的复合镀层，其特征在于，所述Ti层厚度为80～150nm，TiN层厚度为100～450nm；TiAlN层厚度为1.0～2.5μm；Ti/TiN/TiAlN复合镀层的总厚度为1.7～3μm。