[发明专利]一种变热导率刀具涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种变热导率刀具涂层，其特征在于：包括依次沉积于刀具基体表面的底部粘结层、中间耐磨隔热层和表面散热层，所述中间耐磨隔热层为采用低热导率涂层与高热导率涂层交替沉积而成的中间耐磨隔热层，所述表面散热层为高热导率表面散热层。

2.根据权利要求1所述的一种变热导率刀具涂层，其特征在于：所述低热导率涂层为Cr-Al-X-N 涂层或 Ti-Si-Me-N 涂层，其中X为Ti、Si、B、V、Y中的至少一种，Me为Al、Cr、Nb、V、Y 中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种变热导率刀具涂层，其特征在于：所述表面散热层的厚度为0.1-2um。

4.根据权利要求1所述的一种变热导率刀具涂层，其特征在于：所述中间耐磨隔热层的厚度为0.1-2um。

5.根据权利要求1所述的一种变热导率刀具涂层，其特征在于：所述底部粘结层的厚度为0.1-2um。

6.一种权利要求1－５任一项所述的变热导率刀具涂层的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：

S1: 刀具基体清洗：将刀具基体抛光处理，然后先后用丙酮、酒精超声清洗10～20min，再用氮气吹干后装入真空室内；

S2:辉光清洗和Cr离子轰击:通入气体为Ar，炉腔真空度为0.01-1Pa，基体加负偏压为300-1000V，进行辉光清洗时长为5-35min，然后调整基体负偏压至50-300V，开启Cr靶，调整靶材电流为100-350A，以Cr离子高能轰击基体时长为1-10min以活化基体表面；

S3：制备底部粘结层：靶材为Ti或Cr，通入气体为N2，调整镀膜压力为1-5Pa，刀具基体负偏电压为50-400V，靶材电流为100-400A;

S4: 制备中间耐磨隔热层：共有两组靶材，一组为Ti或TiAl,另一组为 CrAlX或TiSiMe，通入气体为N2，调整镀膜压力为1-5Pa，调整刀具基体负偏电压为30V-200V，弧源电流为200-400A；两组靶材交替沉积，形成高/低热导率交替沉积层；

S5: 制备表面散热层：靶材为Ti或者TiAl，通入气体为N2及C2H2，调整镀膜压力为1-5Pa，调整刀具基体负偏电压为30-200V，弧源电流为200-400A；

S6: 关闭电弧电源，待真空室温度降至室温，打开真空室取出基体，在基体表面形成的涂层，即为变热导率刀具涂层。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中，所述CrAlX中的X为Ti、Si、B、V、Y 中的至少一种，所述TiSiMe中的Me为 Al、Cr、Nb、V、Y 中的至少一种。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤S4中，交替沉积的时间周期为10~200nm。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述底部粘结层，以原子百分比计，包括35％-65％的Cr或Ti,及35％-65％的N，其中N为CrN 或TiN中的N含量。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述底部粘结层，以原子百分比计，包括45%的Cr或Ti,及55％的N。