[发明专利]用于工件的耐磨硬涂层及其制备方法

权利要求书

1. 工件，具有表面，其中所述表面的至少部分涂覆有通过PVD工艺沉积的耐磨多层式硬涂层，其中该硬涂层包括至少第一支撑层和第二纳米晶体层，其中该第一层位于该工件和该第二层之间，其中该第一层包含以下组成的涂覆材料：

(Ti_aAl_1-a)N_1-x-yC_xO_y

其中0.4<a<0.6，0≤x和y<0.3，

或

(Al_bCr_1-b)N_1-x-yC_xO_y

其中0.5<b<0.7，0≤x和y<0.3；

该第二层包括以下组成的涂覆材料：

(Al_1-c-d-eCr_cSi_dM_e)N_1-x-yC_xO_y

其中M表示周期表系统第4、5、6族的过渡金属中除铬之外的至少一种元素，且

0.2<c≤0.35，0<d≤0.20，0<e≤0.04

其中该第二层在SEM横截面中显示纳米晶体生长结构。

2.根据权利要求1的工件，其中

该第二层包括以下组成的涂覆材料：

(Al_1-c-d-eCr_cSi_dM_e)N_1-x-yC_xO_y

其中M表示W、Mo、Ta或Cb(Nb)，且

0.2<c≤0.35，0.06≤d≤0.15，0<e≤0.04。

3.根据权利要求1或2之一的工件，其中该第一层包括两种不同的晶体相。

4.根据权利要求2的工件，其中所述不同的晶体相是面心立方（fcc）相和六方密堆（hcp）相。

5.根据权利要求4的工件，其中如果经过热处理或高工作温度，该hcp相的XRD信号变得更加明显。

6.根据权利要求4或5的工件，其中该hcp相是富含Al的。

7.根据权利要求4～6之一的工件，其中沉积状态时的hcp相的百分比为5～40vol％。

8.根据权利要求1～7之一的工件，其中Q_Al/Cr＝(1-c-d-e)/c的商在以下范围内：1.7≤Q_Al/Cr≤2.4。

9.根据权利要求1～8之一的工件，其中涂层厚度D在以下范围内：1μm≤D≤10μm，优选2μm≤D≤6μm。

10.根据权利要求1～9之一的工件，其中该第一支撑层的厚度D₁小于该第二涂层的厚度D₂。

11.根据权利要求1～10之一的工件，其中该第一支撑层的硬度HV₁小于该第二涂层的硬度HV₂。

12.根据权利要求1～11之一的工件，其中该第一层在SEM横截面中显示柱状生长结构。

13.根据权利要求1～12之一的工件，其中该纳米晶体第二层的织构系数Q_I＝I(200)/I(111)在0.7≤Q_I≤2范围内。