[发明专利]高硬度TiSiBN纳米复合结构保护性涂层及其制备方法

摘要

一种高硬度TiSiBN纳米复合结构保护性涂层及其制备方法，制备包括如下步骤(1)基体清洗，然后进行离子清洗；(2)TiB2过渡层制备将步骤(1)处理后的基体送到溅射室进行沉积TiB2过渡层，TiB2靶材由射频阴极控制，沉积200～300nm的TiB2过渡层；(3)TiSiBN层制备TiSiB复合靶材由射频阴极控制，沉积2～5μm的TiSiBN纳米复合结构涂层。本发明所述涂层不但具有超过40GPa的超高硬度，而且具有优良的抗高温氧化性和耐腐蚀性，可作为高速、干式切削的刀具和其他领域承受高载荷装备的保护涂层，所述制备方法具有工艺简单、沉积速度快、成本低、结合强度高等特点，并且具有生产效率高、能耗低、对设备要求较低等优点。

主权项

一种高硬度TiSiBN纳米复合结构保护性涂层的制备方法，高硬度TiSiBN纳米复合结构保护性涂层沉积覆盖在基体上，其特征在于，所述保护性涂层具有SiBN界面相包裹TiN纳米等轴晶粒的纳米复合结构；所述TiN纳米等轴晶粒的晶粒尺寸为5～10nm；所述基体为金属、硬质合金或陶瓷；所述高硬度TiSiBN纳米复合结构保护性涂层的制备方法，包括如下制备步骤：(1)基体清洗将经打磨镜面抛光处理后的基体在无水乙醇和丙酮中利用超声波清洗5～10min；然后进行离子清洗：将所述基体装进进样室，抽真空后开Ar气，维持真空度在2～4Pa，采用射频电源对所述基体进行30min的离子轰击，功率为80～100W；(2)TiB2过渡层制备将步骤(1)处理后的基体送到溅射室进行沉积TiB2过渡层，TiB2靶材由射频阴极控制，用射频电源沉积5～8min，得到200～300nm的TiB2过渡层；(3)TiSiBN层制备利用TiSiB复合靶材在真空室内进行沉积TiSiBN层，真空室的本底真空度优于5×10‑3Pa,TiSiB复合靶材由射频阴极控制，溅射气氛采用Ar与N2的混合气体，沉积气压为0.2～0.8Pa，溅射功率为280～400W，溅射时间为90～120min，靶基距为5cm，在步骤(2)制备的TiB2过渡层的表面沉积得到2～5μm的TiSiBN纳米复合结构保护性涂层。