[发明专利]一种AlCrSiN/VSiN纳米多层涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种AlCrSiN/VSiN纳米多层涂层的制备方法，包括以下步骤：

a）在基体表面使用阴极电弧蒸发沉积Al₅₀Cr₅₀N过渡层；所述步骤a）具体包括以下步骤：

a1）将沉积腔室工作温度加热至300℃~400℃，基体加热至350℃~450℃，并抽取沉积腔室内气体；

a2）当腔室真空度为4.0×10^-3Pa~6.0×10^-3Pa后，通入气体流量为40sccm~60sccm的Ar气，调节沉积腔室内环境压力为0.5Pa~3.0Pa，将金属Al₅₀Cr₅₀靶材电弧电源功率调节为0.5kW~2kW，工作8min~45min；

a3）金属Al₅₀Cr₅₀靶经预蒸发处理后，设定腔体温度为350℃~450℃，基体为380℃~480℃，转动样品台，使基体正对金属Al₅₀Cr₅₀靶，且与靶材的距离为15cm~20cm，调节沉积腔室N₂气压力至0.5Pa~2.5Pa，采用阴极电弧蒸发沉积Al₅₀Cr₅₀N过渡层；

b）使用高功率脉冲磁控电源溅射VSi靶，使用直流电弧电源阴极蒸发AlCrSi靶，在Ar气与N₂气的混合气氛中反应沉积AlCrSiN/VSiN纳米多层涂层；所述步骤b）具体包括以下步骤：

b1）在Al₅₀Cr₅₀N过渡层沉积完成之后，维持腔体温度为300℃~400℃、基体温度为350℃~450℃，通入N₂气，使得Ar气与N₂气总流量为60sccm~120sccm，N₂气分压比为40%~80%；

b2）调节沉积腔室压力至0.4Pa~2.5Pa，同时开启VSi磁控靶及AlCrSi电弧靶，使用高功率脉冲磁控电源溅射VSi靶，使用直流电弧电源阴极蒸发AlCrSi靶，沉积得到AlCrSiN/VSiN纳米多层涂层；步骤b2）中所述沉积的过程中基体转架转速为1rpm~5rpm，控制AlCrSiN调制层厚度为5nm~30nm，VSiN调制层厚度为0nm~30nm；

所述沉积的时间为0.5h~4h，基体加载负偏压大小为-70V~-110V。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a3）中所述阴极电弧蒸发沉积Al₅₀Cr₅₀N过渡层的Al₅₀Cr₅₀金属电弧靶功率为1.8kW~2.2kW，N₂气压力为0.8Pa~1.5Pa，沉积时间为5min~15min，基体加载负偏压大小为-75V~-120V。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b2）中所述使用高功率脉冲磁控电源溅射VSi靶的功率为0kW~2.5kW。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b2）中所述使用直流电弧电源阴极蒸发AlCrSi靶的功率为1.5kW~2.5kW。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a）中所述在基体表面使用阴极电弧蒸发沉积Al₅₀Cr₅₀N过渡层前，还包括：

对基体进行预处理，得到预处理后的基体；

所述预处理的过程具体为：

将基体进行机械研磨、抛光处理后，采用溶剂进行清洗处理；之后进行离子源轰击清洗处理，得到预处理后的基体。

6.一种AlCrSiN/VSiN纳米多层涂层，由权利要求1~5任一项所述的制备方法制备而成。