[发明专利]一种具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS2多层涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS₂多层涂层，其特征在于所述的具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS₂多层涂层，即在基体上通过多靶磁控溅射的方式交替溅射沉积形成CrAlN纳米层和MoS₂纳米层，靠近基体的一层为CrAlN纳米层，最上层为MoS₂纳米层；

所述基体为金属、硬质合金或陶瓷。

2.如权利要求1所述的具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS₂多层涂层，其特征在于所述的具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS₂多层涂层的总厚度为2.0-4.5μm，每一CrAlN纳米层的厚度为5.0nm，每一MoS₂纳米层的厚度为0.2～1.4nm。

3.如权利要求2所述的具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS₂多层涂层，其特征在于所述MoS₂纳米层厚度小于1.0nm时，MoS₂纳米层为面心立方结构。

4.如权利要求1所述的具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS₂多层涂层的制备方法，其特征在于具体包括如下步骤：

（1）、清洗基体

首先，将经抛光处理后的基体送入超声波清洗机，依次用丙酮和无水乙醇以15～30kHz分别进行超声波清洗10min；

然后，将超声波清洗后的基体装进真空室，抽真空到6×10^-4Pa后通入Ar气，维持真空度在2-4Pa，用功率为80-100W射频电源对基体进行离子轰击30min进行离子清洗； 

（2）、交替溅射CrAlN层和MoS₂层

将步骤（1）经离子清洗后的基体置入多靶磁控溅射仪中，在氩、氮混合气氛中交替停留在CrAl合金靶和MoS₂靶之前，通过溅射获得由多个CrAlN纳米层和MoS₂纳米层交替叠加的纳米量级多层涂层，过程中调整CrAl靶和MoS₂靶的功率和沉积时间以控制每一涂层的厚度，最终得具有高硬度和低摩擦系数的CrAlN/MoS₂多层涂层；

上述的溅射过程的控制参工艺数为： 

所述的CrAl合金靶中，Cr和Al按原子比为1:1，MoS₂靶的纯度为99.99%；

CrAl合金靶和MoS₂靶的直径均为75mm；

所述的氩、氮混合气氛，总气压为0.2Pa-0.6Pa；Ar气流量为20-50sccm，N₂气流量为20-50sccm；

CrAlN纳米层溅射功率120W，时间10s；

MoS₂纳米层溅射功率80W，时间2-10s；

靶基距3-7cm；

基体温度为300℃。

5.如权利要求4所述的具有高硬度和低摩擦系数的NbN/WS₂多层涂层的制备方法，其特征在于步骤（2）中所述的多靶磁控溅射仪为中科院沈阳科学仪器研制中心有限公司生产的JGP-450型磁控溅射系统。