[发明专利]具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS

权利要求书

1.一种具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于：该方法是采用高功率脉冲与脉冲直流复合磁控镀膜技术在刀具基体上制备AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜，该制备方法具体包括如下步骤：

(1)刀具基体固定于真空室内旋转架上，然后将真空室的本底真空度抽到3×10^-3Pa以下；AlCr靶连接在高功率脉冲电源上，MoS₂靶连接在脉冲直流电源上；

(2)先对刀具基体进行辉光清洗，以除去表面杂质；然后进行离子轰击，以提高膜/基结合力；

(3)沉积AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜：

基体进行离子轰击后，降低偏压至-50～-150V，然后通入N₂和Ar的混合气体；混合气体总流量保持为50～150sccm，其中反应气体N₂流量为20～40sccm，Ar流量为30～110sccm；工作气压保持在0.5～1.0Pa，AlCr靶功率保持为0.5～1.0kW，同时开启MoS₂靶并使靶功率为0.05～0.3kW，沉积一定时间后获得所述AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜。

2.根据权利要求1所述的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述基体为不锈钢片或单晶硅片。

3.根据权利要求1所述的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述刀具基体经预处理后，固定在旋转架上，所述预处理过程为：基体先在丙酮中超声清洗10～30min，然后在乙醇溶液中超声清洗10～30min，再采用高纯N₂吹干。

4.根据权利要求1所述的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述辉光清洗的过程为：在-780～-800V的偏压作用下，通入流量为50～200sccm的Ar，并调节节流阀角度保持工作压强0.5～1.5Pa，进行辉光放电5～15min，对基体表面进行清洗，以除去表面杂质。

5.根据权利要求1所述的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述离子轰击的过程为：开启高功率AlCr靶进行离子轰击，维持靶功率0.5～1.0kW，通入流量50～100sccm的Ar，保持工作压强为(1.0～8.0)×10^-1Pa，轰击时间为5～15min。

6.根据权利要求1所述的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，沉积时间根据技术要求和薄膜沉积速率确定。

7.一种利用权利要求1所述方法制备的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜。

8.根据权利要求7所述的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜，其特征在于：所述AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜为包含AlN纳米晶相、CrN纳米晶相、Mo₂N纳米晶相和MoS₂非晶相的纳米复合结构。

9.根据权利要求7或8所述的具有自润滑和耐磨性能的AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜，其特征在于：按原子百分比计，所述AlCrN/MoS₂纳米复合薄膜的化学组成为：Al 18.97～33.95％，Cr 7.8～15.5％，N 49.03～54.49％，S 1.78～5.58％，Mo 7.18～18.62％。