[发明专利]超硬强韧高熵合金氮化物纳米复合涂层硬质合金刀片及其制备方法

权利要求书

1.一种超硬强韧高熵合金氮化物涂层硬质合金刀片，它以硬质合金为基体，并在基体表面依次沉积结合层、过渡层、支撑层、增硬层、耐磨层和耐温层；其中结合层为Cr层，过渡层为CrN层，支撑层为CrN/TiVZrNbHfN高熵合金氮化物多层膜，增硬层为TiVZrNbHfN高熵合金氮化物层；耐磨层为AlCrNbSiTiN/TiVZrNbHfN纳米多层膜，耐温层为AlCrNbSiTiN高熵合金氮化物涂层；

所述支撑层为CrN层和TiVZrNbHfN层交替生长的纳米多层膜，所述耐磨层为AlCrNbSiTiN层和TiVZrNbHfN层交替生长的纳米多层膜。

2.根据权利要求1所述的超硬强韧高熵合金氮化物涂层硬质合金刀片，其特征在于，所述支撑层中CrN单层厚为4-20nm，TiVZrNbHfN单层厚度为4-30nm，涂层调制周期为8-50nm。

3.根据权利要求1所述的超硬强韧高熵合金氮化物涂层硬质合金刀片，其特征在于，所述耐磨层中AlCrNbSiTiN单层厚为4-10nm，TiVZrNbHfN单层厚度为4-20nm，调制周期为8-30nm。

4.根据权利要求1所述的超硬强韧高熵合金氮化物涂层硬质合金刀片，其特征在于，所述结合层厚度为5-30纳米；过渡层厚度为200-1000纳米，支撑层厚度为500-1500纳米，增硬层厚度为500-2000纳米，耐磨层厚度为2000-3000纳米，耐温层厚度为500-1000纳米。

5.权利要求1~4任一项所述超硬强韧高熵合金氮化物涂层硬质合金刀片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）硬质合金刀片表面清理；在氩气和氢气环境中，对硬质合金刀片进行等离子刻蚀；

2）采用电弧离子镀方法在经等离子刻蚀的硬质合金刀片表面依次沉积结合层、过渡层、支撑层、增硬层、耐磨层和耐温层；得超硬强韧高熵合金氮化物涂层硬质合金刀片。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述等离子刻蚀步骤采用的温度为400~600℃，负偏压为100~150V，清洗时间为20~60min。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述结合层的沉积步骤中，开启Cr靶，沉积条件为气压为0.01~0.1Pa，-1000~1200V；在所述过渡层的沉积步骤中，采用Cr靶，沉积条件为：0.1-2Pa，-100~-250V，气氛为氮气。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述支撑层的沉积步骤中，同时开启TiVZrNbHf靶和Cr靶，沉积条件为：0.5-2.3Pa，150-250V，沉积气氛为氮气；在所述增硬层的沉积步骤中，采用TiVZrNbHf靶，沉积条件为：2-4Pa，150-250V，沉积气氛为氮气。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述耐磨层的沉积步骤中，开启AlCrNbSiTi靶，沉积条件为：2-4Pa，150-250V；在所述耐温层的沉积步骤中，采用AlCrNbSiTi靶，沉积条件为：2-4.3Pa，150-250V，沉积气氛为氮气。