[发明专利]一种TiAlSiN梯度硬质涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种TiAlSiN梯度硬质涂层，其特征在于：包括基体，所述基体的顶部附着有Cr打底层，所述Cr打底层的顶部附着有成分梯度变化TiAlSiN层，所述TiAlSiN梯度层的顶部附着有TiSiN层，所述TiAlSiN梯度层中各元素的原子百分比含量变化范围为,Ti:25-45at％，Al:10-25at％，Si:2-8at％，根据沉积弧电流不同，成分相应变化。

2.一种权利要求1所述的TiAlSiN梯度硬质涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在基体上表面采用电弧离子镀沉积Cr打底层；

步骤2、在Cr打底层上通过改变弧电流沉积TiAlSiN梯度层；

步骤3、在TiAlSiN梯度层上沉积TiSiN层。

3.根据权利要求2所述的一种TiAlSiN梯度硬质涂层的制备方法，其特征在于，具体操作步骤如下：

1)将基体材料设置在真空室中的旋转支架上，将真空室抽真空至基本压力1.0×10^-3Pa以下，加热至500-700℃；然后，用纯度至少为99.99％Ar将真空室的腔体填充至1.0×10^-1-1.0Pa；启动Ar离子辉光放电，对基体材料的表面进行等离子体蚀刻30-40分钟,然后点燃若干个Cr靶进行2-5分钟Cr打底层沉积；

2)沉积梯度层，首先关闭Cr靶，通入400-600ccm的N₂气，同时点燃若干个TiSi靶和若干个AlTi靶，调整TiSi靶弧电流为40-70A，AlTi靶弧电流为110-140A，沉积TiAlSiN涂层20-30分钟；然后调整TiSi靶弧电流为60-80A，保持AlTi靶弧电流为110-140A，沉积TiAlSiN涂层20-30分钟；继续调整TiSi靶弧电流为80-100A，AlTi靶弧电流为80-100A，沉积TiAlSiN涂层20-30分钟；最后调整TiSi靶弧电流为110-140A，AlTi靶弧电流为40-70A，沉积TiAlSiN涂层20-30分钟；

3)沉积TiSiN层，保持TiSi靶弧电流不变，关闭若干个AlTi靶，沉积TiSiN涂层20-30分钟。

4.根据权利要求3所述的一种TiAlSiN梯度硬质涂层的制备方法，其特征在于：1)、2)和3)中使用的合金靶为若干个纯Cr靶、若干个TiSi靶，若干个AlTi靶；TiSi靶中Ti：Si的原子百分含量的比例是70-90at％：10-30at％；AlTi靶中Al：Ti的原子百分含量的比例是60-80at％：20-40at％。