[发明专利]铬-氮化铬复合涂层及其在纳米复合刀具的应用

权利要求书

1.一种纳米复合刀具的制备方法，其特征在于：先将表面洁净的刀具基体置于氩气环境、真空度为0.01～1Pa、-300V～-1000V偏压条件下的真空镀膜设备内进行辉光清洗5～35min；在辉光清洗完毕后，调整偏压至-50V～-300V，开启Cr靶，调整靶材电流为100～350A，以Cr离子高能轰击刀具基体1～10min，活化刀具基体表面；

刀具基体表面活化完毕后，采用PVD法在刀具基体表面沉积铬层，将刀具基体置于氩气环境、真空度为0.35～0.45Pa、脉冲偏压为80～150V、占空比为40％～60％的条件下，开启Cr靶，调整靶材电流为25～30A，在刀具基体表面沉积纯铬层，沉积厚度根据相应沉积时间调整，在刀具基本面上获得厚度范围为1～2μm的纯铬层；

在刀具基体表面沉积铬层后，采用PECVD法在铬层表面沉积氮化铬层，将镀有铬层的刀具基体置于氮气环境、真空度为0.4～0.45Pa、脉冲偏压为80～150V、占空比为50％的条件下，其中，氮气通过阳极离子源注入，阳极离子源加电压450～800V，再开启Cr靶，调整靶材电流为25～30A，对镀有铬层的刀具基体表面进行离子轰击，在纯铬层上沉积与其厚度相等的氮化铬层，氮化铬层沉积完毕后，继续重复采用PVD法在所述氮化铬层表面沉积厚度均匀且渐薄的铬层，再继续在渐薄的铬层上采用PECVD法沉积与其厚度相等的氮化铬层，以沉积一层厚度相等的铬层与氮化铬层记为一次涂层沉积的循环，多次循环沉积后最顶层的涂层厚度范围为0.1～0.3μm，通过重复交替沉积铬层和氮化铬层，并控制相应的沉积时间，得到具有多层涂层且涂层厚度渐薄的纳米复合刀具；采用PECVD法在铬层表面沉积氮化铬层时，改变阳极层离子源中离子射流在空间角度上的投射方向，以提高离子束流在主要沉积方向上的分布均匀度；将阳极层离子源中阳极环的上端面加工为外凸的锥面，使内阴极与外阴极的磁极靴之间形成阴极缝隙，阴极缝隙每处的出射方向与该处下方的阳极环锥面垂直；使阳极环锥面上每处的法线均与竖直轴线形成夹角α，控制夹角α的范围为18°。

2.根据权利要求1所述的纳米复合刀具的制备方法，其特征在于：在采用PVD法在刀具基体表面沉积铬层时，通入氩气流量的范围控制在200sccm～250sccm，在采用PECVD法在铬层表面沉积氮化铬层时，阳极离子源中通入氮气流量的范围控制在300sccm～350sccm。