[发明专利]一种沉积在立方氮化硼刀具表面的复合涂层及沉积方法

权利要求书

1.一种沉积在立方氮化硼刀具表面的复合涂层，其特征在于：复合涂层包括由刀具基体侧往外侧依次沉积的多个子复合涂层，每个子复合涂层至少包括由刀具基体侧往外侧依次沉积的Al-Cr-N层、中间过渡层和Al-Cr-O复合氧化层；Al-Cr-N层为Al_xCr_1-xN层，其中，0.1≤x≤0.3，中间过渡层为AlCrN-AlCrON-(AlCr)₂O₃过渡层；Al-Cr-O复合氧化层为(Al_yCr_1-y)₂O₃层，其中0.1≤y≤0.3。

2.根据权利要求1所述的沉积在立方氮化硼刀具表面的复合涂层，其特征在于：所述Al-Cr-N层的厚度为0.2～0.4μm，中间过渡层的厚度为0.1～0.2μm，Al-Cr-O复合氧化层的厚度为0.2～0.4μm。

3.根据权利要求1所述的沉积在立方氮化硼刀具表面的复合涂层，其特征在于：所述复合涂层的厚度为1.5～6μm。

4.在立方氮化硼刀具表面采用物理气相沉积方法沉积权利要求1至3中任一复合涂层的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步，清洗，去除刀具基材表面的水基和/或碳氢基污染物；

第二步，升温，抽真空，去除刀具焊缝部位的气体杂质；

第三步，等离子蚀刻，对刀具基材进行活化处理；

第四步，升温，通氮气，使用Al/Cr复合靶材，采用直流多弧方法，在刀具基材上沉积形成Al_xCr_1-xN层；

第五步，逐步减小氮气流量直至0，同时氧气流量从0逐步增加，通氩气，开启高频高能脉冲磁控电源，采用非平衡磁控结合不对称高频脉冲方法，不对称高频脉冲的正向脉冲和负向脉冲宽度比例为1:9～1:20，在Al_xCr_1-xN层表面形成AlCrN-AlCrON-(AlCr)₂O₃的中间过渡层；

第六步，持续通氧气，继续采用非平衡磁控结合不对称高频脉冲方法，在中间过渡层表面形成(Al_yCr_1-y)₂O₃层；

第七步，重复第四步至第六步，直到刀具基材上的复合涂层的厚度达到预设厚度。

5.根据权利要求4所述的在立方氮化硼刀具表面采用物理气相沉积方法沉积复合涂层的方法，其特征在于：第四步具体为：将刀具基材升温到600～650℃，氮气流量为3000～3500sccm，Al/Cr复合靶材采用70at％Al/30at％Cr复合靶材，靶电流150～180A，基材偏压30～36V，在刀具基材上形成Al_xCr_1-xN层。

6.根据权利要求5所述的在立方氮化硼刀具表面采用物理气相沉积方法沉积复合涂层的方法，其特征在于：第五步具体为：调整氮气流量从3000～3500sccm逐步减小到0，氧气流量从0逐步增加到3000～3500sccm，氩气流量500～1000sccm，磁控磁场强度320～400高斯，高频高能脉冲的功率10～15kW，频率25～50kHZ，电压24～40V，负脉冲宽度36～40μs，正脉冲宽度2～4μs,靶电流150～180A，基材偏压30～36V，在Al_xCr_1-xN层表面形成AlCrN-AlCrON-(AlCr)₂O₃的中间过渡层。