[发明专利]一种TiN梯度纳米硬质涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种TiN梯度纳米硬质涂层，其特征在于，在基体表面依次是Ti膜形成的Ti过渡层和TiN层，Ti过渡层厚度为0.1～2.0微米，TiN梯度纳米硬质涂层的厚度为1.5～20微米。

2.按照权利要求1所述的TiN梯度纳米硬质涂层，其特征在于，TiN层中，N含量为45～55at.％，Ti含量为45～55at.％。

3.一种权利要求1至2之一所述的TiN梯度纳米硬质涂层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)工件预清洗：工件表面经喷砂或抛光后在酒精溶液中超声1～20分钟，经热风吹干后装入真空室内的工件架上，等待镀膜；

(2)镀Ti过渡层：当真空室内真空度达到1×10^-3Pa～1×10^-2Pa时，对真空室加热至200～550℃；向真空室通入氩气，气压控制在0.1～2Pa之间；采用电弧增强辉光放电(ArcEnhanced Glow Discharge,AEGD)离子源对工件表面进行辉光清洗40～60分钟；采用电弧离子镀设备进行镀膜，调整氩气流量，使真空室气压为0.5～2.5Pa之间，开启纯钛靶弧源，弧电流为70A～200A，基体脉冲负偏压为-30V～-200V，脉冲偏压占空比为30～80％，沉积5～20分钟；

(3)镀TiN层：当真空室内真空度达到1×10^-3Pa～1×10^-2Pa时，向真空室内通入氮气，气压控制在0.5～5Pa范围内，开启纯钛靶弧源，弧电流为70A～200A，基体脉冲负偏压为-40V～-300V，通过调控氮气流量来调控气压，真空室气压从5.0～2.0Pa开始采用电弧离子镀设备进行镀膜，然后真空室气压按照-0.05～-0.2Pa/5分钟递减，共沉积40～450分钟；同时，当沉积时间达到总沉积时间的20～70％时，开启AEGD离子源，对工件表面进行离子束辅助沉积薄膜；

(4)沉积结束后，停弧、停基体脉冲负偏压、停止通入气体、关闭AEGD离子源装置，继续抽真空，工件随炉冷却至100℃以下，打开真空室，取出工件，镀膜过程结束。