[发明专利]W-S-C-Zr自润滑涂层刀具及其制备工艺

权利要求书

1.W-S-C-Zr自润滑涂层刀具，刀具基体材料为高速钢或硬质合金，其特征是：刀具表面为W-S-C-Zr自润滑涂层，W-S-C-Zr自润滑涂层与刀具基体之间为Zr过渡层。

2.W-S-C-Zr自润滑涂层刀具及其制备工艺，其特征是：沉积方式为多弧离子镀沉积Zr过渡层+中频磁控溅射沉积W-S-C-Zr自润滑涂层，其特征是制备工艺步骤为：

(1)制备W-S-C-Zr复合靶：用数控加工方法在直径为101.6mm、厚度为5mm的C靶的溅射区域中心位置均布加工出10～15个沿圆周分布的盲孔，盲孔的直径小于溅射区域的宽度，盲孔的深度为3mm；在加工的盲孔内间隔放入与盲孔直径相同、厚度为5mm的C圆片、WS₂圆片和Zr圆片；

(2)在镀膜机中频磁控溅射靶安装位置安装一个Zr电弧靶，两个W-S-C-Zr复合靶；

(3)前处理：将刀具基体表面抛光至镜面，去除表面污染物，依次放入酒精和丙酮中，超声清洗各25min，去除刀具表面的油污，充分干燥后迅速放入镀膜机真空室中，抽真空使真空室本底真空为7.0×10^-3Pa，加热至150～250℃，保温30min；

(4)离子清洗：通Ar气，气压为1.5Pa，开启脉冲偏压电源，电压为800V，占空比为0.2，辉光放电清洗15min；降低偏压至300V，占空比为0.2，气压降至0.5Pa，开启离子源，开启电弧源Zr靶，电流调至60～65A，离子清洗2～3min；

(5)沉积Zr过渡层：Zr靶电流调至70～75A，电弧镀Zr 3～5min；

(6)沉积W-S-C-Zr层：关闭Zr靶，偏压降至100V，气压调至0.6～0.7Pa，开启两个W-S-C-Zr复合靶，靶电流为1.0～2.0A，每隔20～30min调整偏压依次为100V、75V、50V、75V、100V，沉积W-S-C-Zr层100～150min；

(7)后处理：关闭两个W-S-C-Zr复合靶，关闭离子源及气体源，关闭脉冲偏压，涂层结束。

3.根据权利要求2所述的W-S-C-Zr自润滑涂层刀具及其制备工艺，其特征在于通过调整放入盲孔中的C圆片、WS₂圆片和Zr圆片的数量，可调节W-S-C-Zr涂层中C元素和Zr元素的含量，使W-S-C-Zr涂层中的C元素最佳百分比在35％～45％之间，Zr元素最佳百分比在7％～15％之间。