[发明专利]一种软硬复合涂层刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种软硬复合涂层刀具，其特征在于：包括基体以及涂覆在该基体外表面的软硬复合涂层，该基体的材质为硬质合金，该软硬复合涂层从内到外依次包括一ZrN过渡层、一CN_x硬涂层和一WS₂软涂层，该ZrN过渡层通过直流反应磁控溅射法制备，该CN_x硬涂层和WS₂软涂层均通过射频磁控溅射法制备；

其制备方法包括如下步骤：

(1)前处理：将基体经镜面抛光，再进行丙酮超声波清洗和酒精超声波清洗，去除基体表面的各种污渍，充分干燥后迅速放入镀膜机真空室，真空室抽真空3.5×10^-4～4.5×10^-4pa，加热至290～310℃，保温25～35min，得前处理后的基体；

(2)辉光清洗：接着通入氩气，工作气压1.4～1.6Pa，偏压680～720V，进行辉光放电清洗25～35min，去除前处理后的基体的表面附着物；

(3)制备ZrN过渡层：采用直流反应磁控溅射，选用纯Zr靶放置于直流靶源上，通入氩气和氮气，氮气和氩气流量比1∶1，沉积气压0.4～0.6Pa，溅射电压480～520V，溅射功率240～260W；

(4)制备CN_x硬涂层：关闭Zr靶，开启射频源上的石墨靶，采用射频磁控溅射，射频源频率为13.56MHz，在沉积之前对石墨靶进行预溅射，调整氮气和氩气流量比3～5∶1，沉积气压0.8～1.0Pa，基片偏压0～-200V，溅射功率190～210W；

(5)制备WS₂软涂层：关闭石墨靶，关闭氮气，仅通入氩气，打开WS₂靶，采用射频磁控溅射，射频源频率为13.56MHz，氩气压强0.8～1.1Pa，基体偏压-30～-160V，溅射功率28～32W；

(6)后处理：关闭WS₂靶，关闭各电源及气体源，涂层结束，得到所述软硬复合涂层刀具。

2.如权利要求1所述的一种软硬复合涂层刀具，其特征在于：所述ZrN过渡层的厚度为0.2～0.3μm。

3.如权利要求1所述的一种软硬复合涂层刀具，其特征在于：所述CN_x硬涂层的厚度为0.9～1.2μm。

4.如权利要求1所述的一种软硬复合涂层刀具，其特征在于：所述WS₂软涂层的厚度为0.6～0.8μm。

5.如权利要求1所述的一种软硬复合涂层刀具，其特征在于：所述丙酮超声波清洗的时间为20～25min。

6.如权利要求1所述的一种软硬复合涂层刀具，其特征在于：所述酒精超声波清洗的时间为20～25min。