[发明专利]一种高硬度、低摩擦系数的VAlSiN耐磨涂层

摘要

本发明公开了一种高硬度、低摩擦系数的VAlSiN耐磨涂层，成分表示为VaAlbSicNd，其中，a+b+c+d＝1，0.381≤a+b+c≤0.709，且a、b和c均不为0，a、b、c、d为原子比率；所述涂层具有柱状晶生长结构。所述涂层在满足使用过程中对硬度要求(H>30GPa)的同时兼具较低的摩擦系数(μ<0.5)，并表现出良好的耐磨性能(磨损率<10‑16m3/N.m)。适合高温、高速、重载环境下用来增加物件表面的耐磨性；也可以作为一种刀具涂层，用来加工钛合金、镍合金等传统刀具涂层难以切削加工的合金。本发明还公开了所述VAlSiN耐磨涂层的制备方法。

主权项

一种高硬度、低摩擦系数的VAlSiN耐磨涂层，其特征在于，成分表示为VaAlbSicNd，其中，a＝0.224，b＝0.317，c＝0.016，d＝0.443，a、b、c、d为原子比率；所述的VAlSiN耐磨涂层呈柱状晶生长结构，且涂层致密，涂层电阻率为8.0μΩ.cm～10μΩ.cm；所述的VAlSiN耐磨涂层具有面心立方的VAlN与非晶相的Si3N4的两相复合结构，颗粒尺寸为50～100nm，具有高度VN(111)择优取向；在2θ角＝30°～48°时，所述的VAlSiN耐磨涂层仅出现了VN(111)衍射峰；所述的VAlSiN耐磨涂层的制备方法，步骤如下：(1)基底清洗；(2)涂层沉积：真空室中，将硅靶和钒铝合金靶分别与直流电源和中频脉冲电源阴极相连，在工作气体氮气和氩气存在的情况下，通过反应磁控溅射法在基底上的至少一个主表面上沉积，得到所述的VAlSiN耐磨涂层；所述的钒铝合金靶成分为V1‑xAlx，其中，0.5≤x≤0.7；所述的硅靶电源功率密度为0.5W/cm2，钒铝合金靶电源功率密度为5.7W/cm2。