[发明专利]一种多元纳米叠层涂层刀具及其制备方法

权利要求书

1.一种多元纳米叠层涂层刀具，刀具基体材料为高速钢、硬质合金或陶瓷，其特征在于：刀具基体材料表面具有TiBCrC+AlVCN交替分布的多元纳米叠层涂层，该叠层涂层至少含有两层TiBCrC和两层AlVCN单个层，且TiBCrC与AlVCN单个层的厚度小于等于50nm；所述TiBCrC涂层中Ti元素原子百分比在30-40％，B元素原子百分比在5-20％，Cr元素原子百分比在10-40％，C元素原子百分比在20-40％，所述Ti、B、Cr、C元素原子百分比之和为100％；AlVCN涂层中Al元素原子百分比在30-40％，V元素原子百分比在5-15％，C元素原子百分比在20-40％，N元素原子百分比在20-40％，所述Al、V、C、N元素原子百分比之和为100％。

2.如权利要求1所述的多元纳米叠层涂层刀具的制备方法，其特征在于：采用多弧离子镀+中频磁控溅射共沉积的方法在刀具表面制备TiBCrC与AlVCN交替分布的多元纳米叠层涂层，包括以下步骤：

(1)前处理：将刀具基体材料研磨抛光，依次放入酒精和丙酮中超声清洗各20-30min，去除表面油渍污染物，采用真空干燥箱充分干燥后迅速放入镀膜机真空室，真空室本底真空为7.0×10^-3-8.0×10^-3Pa，加热至200-300℃，保温时间30-40min；

(2)离子清洗：通入Ar气，其压力为0.5-2.0Pa，开启偏压电源，电压700-1200V，占空比0.3，辉光放电清洗20-30min；偏压降低至300-800V，开启离子源离子清洗20-30min，开启电弧源Ti靶，偏压400-600V，靶电流40-80A，离子轰击Ti靶0.5-1min；

(3)沉积TiBCrC层：调整工作气压为0.5-2.0Pa，偏压100-200V，调整Ti靶电流60-120A；开启BCrC复合靶电弧电源，靶电流调至60-80A，沉积TiBCrC涂层5-10min；

(4)沉积AlVCN层：关闭Ti靶和BCrC复合靶，开启N₂，调整N₂流量为100-300sccm，调整工作气压为0.5-1.0Pa，偏压100-150V，开启AlVC复合靶电弧电源，靶电流调至60-80A，沉积AlVCN涂层5-10min；

(5)沉积TiBCrC+AlVCN交替叠层涂层：重复以上步骤(3)和(4)，交替沉积TiBCrC+AlVCN叠层涂层；

(6)后处理：关闭所有靶材，关闭偏压电源及气体源，保温30-60min，涂层结束。

3.根据权利要求2所述的一种多元纳米叠层涂层刀具的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，TiBCrC+AlVCN交替叠层涂层总层数为4-100层一种。