[发明专利]一种超硬复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种超硬复合涂层，其特征在于，其包括，超硬母材（1），钛化物层（2），中间层（3），氧化铝层（4），表层（5）；其中，所述超硬母材（1）表面从内到外依次设置钛化物层（2）、中间层（3）、氧化铝层（4）、表层（5），所述超硬母材（1）为碳化钨硬质合金；所述钛化物层（2）厚度为1-20微米；所述中间层（3）为钛化物复合层，厚度为1-5微米；所述氧化铝层（4）厚度为1-25微米；所述表层（5）钛化物复合层,厚度为0.3-3微米。

2.根据权利要求1所述的一种超硬复合涂层，其特征在于，超硬母材（1）为以碳化钨作为主要成分的硬质合金层，经过煅烧、冲压、抛光处理程序，制成复合涂层的衬底。

3.根据权利要求1所述的一种超硬复合涂层的制备方法，其特征在于，钛化物层（2）、中间层（3）、氧化铝层（4）、表层（5）都采用化学气相沉积法成膜；

其包括以下步骤：

步骤一：超硬母材（1）处理阶段，以平均粒径为50-500纳米的WC粉为原料粉，以10比3的比例加入ZrC粉、风投粉、TaC粉、NbC粉、Cr3C2粉、锡粉，所述WC粉、ZrC粉、风投粉、TaC粉、NbC粉、Cr3C2粉、锡粉进行球磨混合后，在丙酮溶液内洗涤12小时，之后真空干燥24小时，在98mpa的压力下制成紧凑的形状，在温度1370-1470摄氏度范围内真空烧结1小时,得到形状不规则的母材，对母材进行成形、抛光和珩磨，在超硬母材（1）涂上热熔型粘结剂；

步骤二：钛化物层（2）镀膜阶段，使用化学沉积法沉积钛化物层，按体积比将氯化钛（TiCl）或者四氯化钛（TiCl4）气体42%、三氯化硼（BCl3）气体2%-6%、氮气（N2)18%通入反应室,其他比例混合气体为氢气（H2），反应室的内部温度为800-820℃，内部压强为95-105KPa，成膜时间为30-90m；

步骤三：中间层（3）镀膜阶段，使用化学沉积法沉积钛化物层，按体积比将氯化钛（TiCl）或者四氯化钛（TiCl4）气体42%、三氯化硼（BCl3）气体2%-6%、氮气（N2)18%通入反应室,其他比例混合气体为氢气（H2），反应室的内部温度为1080-1120℃，内部压强为12-16KPa，成膜时间为10-30m；

步骤四：氧化铝层（4）镀膜阶段，使用化学沉积法沉积氧化铝层（4），按体积比将氯化铝（AlCl3）气体5.0%，二氧化碳(CO2)气体和氢氯(HCl)气体6%，其他比例混合气体为氢气（H2）通入反应室,反应室的内部温度为1000-1100℃，内部压强为8-12KPa，成膜时间为30-90m；

步骤五：表层（5）镀膜阶段，使用化学沉积法沉积表层（5），按体积比将四氯化钛(TiCl4)气体20-50%，氮气（N2）5-10%，其他比例混合气体为氢气（H2）通入反应室内，反应室的内部内部温度为900-980℃，内部压强为20-40KPa，成膜时间为30-90m。