[发明专利]沉积在基体表面的多层涂层系统及其制备方法

权利要求书

1.沉积在基体表面的多层涂层系统，其特征在于，包括多层涂层，所述多层涂层由第一涂层和第二涂层彼此交替沉积而成；所述第一涂层是具有(200)晶面择优取向生长的面心立方结构的钛铝氮化物(c-Ti_1-xAl_xN)，所述第二涂层是具有(200)晶面择优取向生长的面心立方结构的钛铌氮化物(c-Ti_1-aNb_aN)，且所述第一涂层与所述第二涂层之间形成共格生长界面。

2.根据权利要求1所述的多层涂层系统，其特征在于，所述第一涂层c-Ti_1-xAl_xN中，x为Al元素的原子百分比，Al元素与Ti元素的原子百分比总和等于1，x的取值范围是0x≤0.65；所述第一涂层的X射线衍射峰面积比为R₁，1.0≤R₁≤5.0，R₁＝I_c-TiAlN(200)/(I_c-TiAlN(200)+I_c-TiAlN(111))，式中I_c-TiAlN(200)和I_c-TiAlN(111)分别是从利用Cu-K_α辐射对于c-Ti_1-xAl_xN(200)和c-Ti_1-xAl_xN(111)衍射峰获得的θ-2θ扫描的准Voigt峰形拟合结果中提取的X射线衍射峰面积。

3.根据权利要求1所述的多层涂层系统，其特征在于，所述第二涂层c-Ti_1-aNb_aN中，a为Nb元素的原子百分比，Nb元素与Ti元素的原子百分比总和等于1，a的取值范围是0a≤0.30；所述第二涂层的X射线衍射峰面积比为R₂，1.0≤R₂≤3.0，R₂＝I_c-TiNbN(200)/(I_c-TiNbN(200)+I_c-TiNbN(111))，且I_c-TiNbN(200)和I_c-TiNbN(111)分别是从利用Cu-K_α辐射对于c-Ti_1-aNb_aN(200)和c-Ti_1-aNb_aN(111)衍射峰获得的θ-2θ扫描的准Voigt峰形拟合结果中提取的X射线衍射峰面积。

4.根据权利要求1所述的多层涂层系统，其特征在于，所述第一涂层的厚度和所述第二涂层的厚度之和不大于6.0μm，所述多层涂层总厚度在3.0～12.0μm之间。

5.根据权利要求1所述的多层涂层系统，其特征在于，所述第一涂层厚度与所述第二涂层厚度之比R的取值范围是：1≤R≤3。

6.根据权利要求1所述的多层涂层系统，其特征在于，还包括沉积在基体表面和所述多层涂层之间的结合层。

7.根据权利要求6所述的多层涂层系统，其特征在于，所述结合层为Ti_1-xAl_xN、TiN、Cr、Ti中的一种或多种。

8.制备权利要求1-7任一项所述的多层涂层系统的方法，其特征在于，通过在含氮气气氛中由至少一个含有钛和铝靶的多弧离子镀或磁控溅射技术来沉积形成所述第一涂层，通过在含氮气气氛中由至少一个含钛和铌靶的多弧离子镀或磁控溅射技术来沉积形成所述第二涂层；沉积形成所述多层涂层的过程中在基体上施加负偏压。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的靶包括粉末冶金方法制备的靶。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，负偏压的绝对值在40～80V之间。