[发明专利]一种单相固溶体结构的AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层及其制备方法和应用在审
| 申请号： | 201910190130.9 | 申请日： | 2019-03-13 |
| 公开（公告）号： | CN109881148A | 公开（公告）日： | 2019-06-14 |
| 发明（设计）人： | 陈汪林;颜安;王成勇;李炳新 | 申请（专利权）人： | 广东工业大学 |
| 主分类号： | C23C14/06 | 分类号： | C23C14/06;C23C14/02;C23C14/54 |
| 代理公司： | 广州粤高专利商标代理有限公司 44102 | 代理人： | 林丽明 |
| 地址： | 510006 广东*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 单相固溶体 氮化物涂层 高熵合金 制备方法和应用 抗高温氧化性能 面心立方结构 硬质合金刀具 柱状晶结构 立方结构 切削性能 热稳定性 打底层 高硬度 工作层 结合力 刀具 和面 | ||
1.一种单相固溶体结构的AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层，其特征在于，所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层下至上包括由柱状晶结构的AlCrTiSiN面向立方单相固溶体打底层和纳米多层结构的AlCrTiSiN面心立方结构单相固溶体工作层。
2.根据权利要求1所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层，其特征在于，所述AlCrTiSiN面向立方单相固溶体打底层的厚度为200～1000nm；所述AlCrTiSiN面心立方结构单相固溶体工作层的厚度为2～5μm。
3.根据权利要求1所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层，其特征在于，所述AlCrTiSiN面向立方单相固溶体打底层包括如下原子百分数的组分：Al20～30％，Cr10～20％，Ti10～20％，Si 3～8％，N40～50％；所述AlCrTiSiN面心立方结构单相固溶体工作层包括如下原子百分数的组分：Al20～30％，Cr10～20％，Ti10～20％，Si 3～8％，N40～50％。
4.根据权利要求1所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层，其特征在于，所述AlCrTiSiN面向立方单相固溶体打底层和AlCrTiSiN面心立方结构单相固溶体工作层均还包括O，所述O的原子百分比不大于0.1％。
5.权利要求1～4任一所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将基底进行氩离子清洗；
S2：利用复合靶共沉积的PVD技术沉积AlCrTiSiN面向立方单相固溶体打底层：控制样品偏压为-250～-150V，通入氮气，控制气压在1.0～3.0Pa，保持样品温度420～450℃，靶材电流160～180A，沉积0.5～1.5h得柱状晶结构的AlCrTiSiN面向立方单相固溶体打底层；
S3：利用复合靶交替沉积的PVD技术沉积AlCrTiSiN面心立方结构单相固溶体工作层：控制样品偏压为-120～-80V，通入氮气，控制气压在2.0～3.0Pa，保持样品温度420～450℃，靶材电流160～180A，沉积0.5～1.5h得AlCrTiSiN面心立方结构单相固溶体工作层，即得到所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层。
6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，S1中氩离子清洗的过程为：真空度小于1×10-3Pa时，通入氩气并控制流量在50～200sccm，气压为0～2Pa，样品温度400～450℃，负偏压-500～-900V，轰击时间20～30min。
7.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，S2中控制样品偏压为-200V，通入氮气，控制气压在2.0Pa，保持样品温度420℃，靶材电流160A，沉积1h得AlCrTiSiN单相固溶体打底层。
8.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，S3中控制样品偏压为-110V，通入氮气，控制气压在2.0Pa，保持样品温度420℃，靶材电流160A，沉积1h得AlCrTiSiN面心立方结构单相固溶体工作层，即得到所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层。
9.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，S2和S3中的靶材均为AlCr靶和TiSi靶。
10.权利要求1～4任一所述AlCrTiSiN高熵合金氮化物涂层在制备硬质合金产品中的应用。
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