[发明专利]加工不锈钢专用涂层刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种加工不锈钢专用涂层刀具，它包括刀具基体和自内而外依次沉积在所述刀具基体表面的Ti过渡层、TiN过渡层和CrAlTiSiN主体涂层，其特征在于，所述CrAlTiSiN主体涂层中Cr、Al、Ti、Si、N的原子比分别为：25%～35%、15%～20%、5%～9%、2%～5%和37%～46%。

2.根据权利要求1所述的加工不锈钢专用涂层刀具，其特征在于，所述刀具基体为陶瓷基体、硬质合金基体或纯金属基体。

3.一种制备权利要求1或2所述的加工不锈钢专用涂层刀具的方法，包括以下步骤：

基体清洗：依次对刀具基体进行酸洗、碱洗、去离子水冲洗和离子清洗，得到洁净刀具基体；

制备Ti过渡层：利用高功率脉冲磁控溅射技术溅射金属Ti靶，在所述洁净刀具基体上沉积Ti过渡层，得到一次沉积刀具基体；

制备TiN过渡层：以N2气为反应气体，在所述一次沉积刀具基体表面沉积TiN过渡层，得到二次沉积刀具基体；

制备CrAlTiSiN主体涂层：利用高功率脉冲磁控溅射技术溅射TiSi复合靶、AlCr复合靶材和纯Cr靶，在所述二次沉积刀具基体上沉积CrAlTiSiN主体涂层，得到加工不锈钢专用涂层刀具。

4.根据权利要求3所述的制备加工不锈钢专用涂层刀具的方法，其特征在于，所述TiSi复合靶中Ti原子与Si原子的原子比为80：15；所述AlCr复合靶中Al原子与Cr原子的原子比为30：70。

5.根据权利要求4所述的制备加工不锈钢专用涂层刀具的方法，其特征在于，所述CrAlTiSiN主体涂层的厚度为3μm～10μm。

6.根据权利要求5所述的制备加工不锈钢专用涂层刀具的方法，其特征在于，所述基体清洗步骤具体包括：首先依次采用稀酸、碱液和去离子水对所述刀具基体进行清洗5min～10min；然后再依次采用丙酮、酒精和去离子水对其进行超声波清洗10min～15min，得到初步清洗的刀具基体；最后将所述初步清洗的刀具基体置于真空室内，将真空室的真空度抽至10-1 Pa～10-3 Pa，向真空室内通入Ar气，维持真空度为0.1Pa～1Pa，在直流偏压为-600 V～-300 V的条件下对所述初步清洗的刀具基体进行5 min～20 min的离子轰击，得到所述洁净刀具基体。

7.根据权利要求6所述的制备加工不锈钢专用涂层刀具的方法，其特征在于，所述制备Ti过渡层步骤具体包括：将所述洁净刀具基体置于到溅射室中，利用高功率脉冲磁控溅射技术溅射金属Ti靶，在平均输出功率为0.5 KW～2.5KW、偏压为-100 V～-60 V、沉积温度为400℃～600℃条件下，在所述洁净刀具基体上沉积厚度为200nm～300nm的Ti过渡层，得到所述一次沉积刀具基体。

8.根据权利要求7所述的制备加工不锈钢专用涂层刀具的方法，其特征在于，所述制备TiN过渡层步骤具体包括：以N2气和Ar气的气体流量比为3：20的比例向所述溅射室内通入反应气体N2气和Ar气；在平均输出功率0.5KW～1.5KW、真空度为0.2 Pa～2.0Pa的条件下，在所述一次沉积刀具基体表面沉积厚度为100nm～200nm的TiN过渡层，得到所述二次沉积刀具基体。

9.根据权利要求8所述的制备加工不锈钢专用涂层刀具的方法，其特征在于，所述制备CrAlTiSiN主体涂层步骤具体包括：将所述二次沉积刀具基体置于到溅射室中，先将溅射室的真空度抽至5×10-3Pa～6×10-3Pa，以N2气和Ar气的气体流量比1：5的比例，向所述溅射室内通入反应气体N2气和Ar气；

在平均输出功率1KW～3KW、偏压为-120V～-80V、真空度为0.1Pa～3.0Pa、沉积温度为500℃～650 ℃的条件下，利用高功率脉冲磁控溅射技术分别溅射TiSi复合靶、AlCr复合靶和纯Cr靶，在所述二次沉积刀具基体上沉积厚度为3μm～10μm 的CrAlTiSiN主体涂层，得到所述加工不锈钢专用涂层刀具。