[发明专利]一种用于刀具的复合涂层及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种用于刀具的复合涂层及其制备方法和用途，所述复合涂层包括依次设置的多金属氮化物层和氮化物层；所述多金属氮化物层的化学式为Mesubgt;1/subgt;AN，Mesubgt;1/subgt;包括Ti、Cr、Zr、V、C、B、Mo或Nb中的1种或至少2种的组合，A包括Al和/或Si，原子比为0.4≤A/Mesubgt;1/subgt;≤3；所述氮化物层的化学式为Mesubgt;2/subgt;N，Mesubgt;2/subgt;包括Ti、Cr、Zr、Al、V、C、B、Mo或Nb中的1种或至少2种的组合，原子比为0.3≤Mesubgt;2/subgt;/N≤4；所述多金属氮化物层和刀具基体相邻。本发明提供的复合涂层，通过采用多层复合的形式，以多金属氮化物层和氮化物层相配合，利用二者之间的协同效果，实现了涂层性能的整体提升，从而延长了刀具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及涂层技术领域，具体涉及一种用于刀具的复合涂层及其制备方法和用途。

背景技术

目前，随着工业化进程的快速推进，制造行业向精细化赛道快速切换。对于产品品质提升、生产效率提高的追求，将会成为主要方向之一。在保证加工品质的前提下，利用一款刀具产品加工多种材料，可极大的降低生产成本，提高生产效率。

刀具表面制备涂层是提升刀具加工能力、加工寿命以及加工品质的有效手段。目前，刀具涂层技术一款涂层仅可满足一种被加工材料的加工需求。加工钢铁材料常用的刀具涂层是TiAlN、CrAlN、TiSiN等，可提升刀具的加工能力和使用寿命。

如CN111945152A公开了一种钛合金表面的TiAlN涂层的制备方法。以激光为能量源，利用送粉式激光快速成形设备，通过设置合理的工艺参数，以市售的TiAl粉作为原料，在喷丸处理后的钛合金基板上直接熔化沉积获得TiAlN涂层，得到的TiAlN涂层致密无缺陷，涂层中氮化物主要以枝晶的形式存在。该方法制备TiAlN涂层过程无需模具，涂层成形质量好，组织均匀，具有较好的综合力学性能。

如CN108129152A公开了一种耐磨耐高温TiSiN涂层陶瓷铣刀的制备方法，属于铣刀制备技术领域。本发明以镁粉、硼粉、铝粉按一定摩尔比混合得到混合粉末，加入丙酮后混合搅拌得到悬浮液，经球磨、装模、烧结、粉碎得到AlMgB₁₄粉末，本发明应用FAPAS烧结炉在高压、高温下烧结得到的致密块体中尖晶石杂质少，因而具有很高的硬度，其中TiB₂能提高铣刀基体材料表面的高温抗氧化性能，铣刀基体材料中粉体间的结合力提高，提高了铣刀的耐磨性能；该方案的TiSiN涂层为三元体系，即便是高温之下，各组成相具有很高强度同时两相界面具有很高的结合能，受高温影响时不会发生AlMgB₁₄粉末与TiB₂超细粉体膨胀系数不同产生裂纹渗入空气而使熔点降低，从而避免铣刀基体材料的膨胀软化。

然而当前的涂层体系对加工目标材料具有显著的针对性，普遍适用性较差，当加工不同的目标材料时会导致刀具寿命出现明显的下降，且影响所得加工产品的表面质量。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于刀具的复合涂层及其制备方法和用途。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种用于刀具的复合涂层，所述复合涂层包括依次设置的多金属氮化物层和氮化物层；

所述多金属氮化物层的化学式为Me₁AN，Me₁包括Ti、Cr、Zr、V、C、B、Mo或Nb中的1种或至少2种的组合，A包括Al和/或Si，原子比为0.4≤A/Me₁≤3；

所述氮化物层的化学式为Me₂N，Me₂包括Ti、Cr、Zr、Al、V、C、B、Mo或Nb中的1种或至少2种的组合，原子比为0.3≤Me₂/N≤4；