[发明专利]一种超润滑多层纳米复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种超润滑纳米多层复合涂层，其特征在于，包括从内到外涂覆于刀具基体的Cr金属结合层、CrN过渡层、梯度结构纳米周期性TiSiN-TiAlN支撑层、纳米复合TiAlSiCN功能层和DLC表面润滑层；所述梯度结构纳米周期性TiSiN-TiAlN支撑层是以TiSiN层到TiAlN层为一个循环周期的多周期涂层，所述以TiSiN层到TiAlN层为一个循环周期的涂层厚度为6～24nm。

2.根据权利要求1所述的纳米多层复合涂层，其特征在于，所述梯度结构纳米周期性TiSiN-TiAlN支撑层的厚度为400～800nm。

3.根据权利要求1所述的纳米多层复合涂层刀具，其特征在于，所述纳米复合TiAlSiCN功能层的厚度为2～4μm；Cr金属结合层的厚度为80～260nm；CrN过渡层的厚度为300～500nm；DLC表面润滑层的厚度为300～800nm。

4.根据权利要求1所述的纳米多层复合涂层，其特征在于，所述梯度结构纳米周期性TiSiN-TiAlN支撑层中Si元素的含量从CrN过渡层到纳米复合TiAlSiCN功能层逐渐增加，Al元素含量逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的纳米多层复合涂层，其特征在于，所述梯度结构纳米周期性TiSiN-TiAlN支撑层中，Si原子百分比为4～6at.％，Al原子百分比为32～24at.％。

6.含有权利要求1至5任一项所述纳米多层复合涂层的刀具。

7.权利要求6所述纳米多层复合涂层刀具的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.对刀具进行辉光清洗后，开启金属Cr电弧靶，沉积Cr金属结合层；通入N₂，打开Cr电弧靶，在Cr金属结合层上沉积CrN过渡层；

S2.开启TiSi和TiAl合金靶，逐渐减小TiAl靶电流同时增大TiSi靶电流，在CrN过渡层上沉积梯度结构纳米周期性TiSiN-TiAlN支撑层；

S3.开启TiAl合金电弧靶，开启双极脉冲磁控溅射Si和石墨靶，通入N₂，Ar和C₂H₂，在梯度结构纳米周期性TiSiN-TiAlN支撑层上沉积纳米复合TiAlSiCN功能层；

S4.开启双极脉冲磁控溅射石墨靶，通入Ar和C₂H₂，制备DLC表面润滑层。