[发明专利]一种AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层及其制备工艺

权利要求书

1.一种AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层，其特征在于：该涂层沉积于硬质合金基片、不锈钢片或硅片基体表面，所述AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层是由AlCrTiSiN层和AlCrTiSiON层叠加而成；

所述AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层的制备工艺，是采用电弧离子镀膜技术在基体上沉积AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层，靶材选择纯金属Cr靶、AlCrSi合金靶和AlTiSi合金靶；沉积AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层时，先开启Cr靶进行离子轰击清洗和沉积CrN过渡层，然后共同开启AlCrSi靶和AlTiSi靶沉积AlCrTiSiN层，最后通入一定量氧气制备AlCrTiSiON表面防护涂层；分别控制镀膜时的沉积压强、反应气体流量以及各个靶的弧流参数，在基体表面制备AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层；该工艺具体包括如下步骤：

（1）将清洗后的硬质合金基片、不锈钢片或硅片固定于镀膜室内旋转架上，将真空度抽至3×10^-3 Pa；加热至450℃；

（2）先采用高的负偏压辉光放电清洗基体10～30min，辉光放电清洗后开启Cr靶，调整氩气流量为50～100 sccm，调整偏压依次至-800V、-600V、-400V和-200V对基体表面依次分别进行2分钟的离子轰击清洗，以除去基体表面污染层和氧化物；所述辉光放电清洗的过程为：将炉腔加热至200～500 ℃，通入氩气流量为200 ～ 600 sccm，设置脉冲偏压-600～-1000 V，对基体进行辉光放电清洗；

（3）沉积CrN过渡层，过程为：在辉光放电清洗和离子轰击清洗后，设置偏压为-50～-100 V，占空比60%～90%，开启Cr靶，通入氩气流量为50sccm，氮气流量为200sccm，调节沉积压强至0.5～1.2 Pa，沉积CrN过渡层10～30 min；

（4）沉积AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层；

沉积AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层时，弧流均设置为60～100 A；开启AlCrSi靶和AlTiSi靶沉积AlCrTiSiN层沉积时，设置偏压为-80～-120 V，占空比60%～90%，通入氩气和氮气使沉积压强调节至1.5～3.0 Pa；沉积AlCrTiSiON涂层时，氧气通入时间为5～15min；控制AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层总镀膜时间为3h，设置不同靶材开启时间及气体通入时间；

沉积AlCrTiSiN涂层时，通入氩气的流量为50sccm，通入氮气的流量为600sccm，总流量650sccm；沉积AlCrTiSiON涂层时，通入氩气的流量为50sccm，通入氮气的流量为600sccm，通入氧气的流量为 20sccm，总流量670sccm。

2.根据权利要求1所述的AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层，其特征在于：所述AlCrTiSiN层和AlCrTiSiON层均为单层，两层总沉积时间3h。

3.根据权利要求1所述的AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层，其特征在于：所述AlCrTiSiN/AlCrTiSiON多层复合涂层与基材的结合力大于60 N，磨损率低于6.26×10^-3 μm³/N·μm。