[发明专利]一种具有超高硬度的纳米结构涂层及其制备方法

摘要

本发明提供了一种具有超高硬度的纳米结构涂层，由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层构成，所述的TiSiN层和CrAlN层交替沉积在基体上。本发明还提供了上述具有超高硬度的纳米结构涂层的制备方法，首先将经抛光处理后的基体送入超声波清洗机，在无水酒精和丙酮中超声清洗；然后进行离子清洗；离子清洗后将基体置入多靶磁控溅射仪并交替停留在TiSi复合靶和CrAl靶之前，通过溅射获得由TiSiN层和CrAlN层交替叠加的纳米尺度涂层。本发明的具有超高的硬度和优良力学性能和抗高温氧化性能，该涂层可作为高速切削刀具及其它高温条件下服役耐磨工件的保护涂层。

主权项

1.一种具有超高硬度的纳米结构涂层，其特征在于：由至少一个TiSiN层和至少一个CrAlN层构成，所述的TiSiN层和CrAlN层交替沉积在基体上；所述超高硬度的纳米结构涂层的制备方法包括如下步骤：1）一个清洗基体的步骤：首先将经抛光处理后的基体送入超声波清洗机，在无水酒精和丙酮中利用15～30kHz超声波进行清洗5～10min；然后进行离子清洗，在进行离子清洗的过程中，将基体装进真空室，抽真空到6×10‑4Pa后通入Ar气，维持真空度在2‑4Pa，用13.56MHz的射频对基体进行为时20~50min的离子轰击，功率为80‑100W；所述基体为黄铜；2）一个交替溅射TiSiN层和CrAlN层的步骤；采用TiSi复合靶和CrAl靶，其中TiSi复合靶中Ti与Si比例为84atom%:16atom%，CrAl靶中Cr与Al比例为50atom%:50atom%，靶材直径为75mm；Ar气流量： 50sccm，N2气流量： 10sccm；TiSiN层由射频电源控制，溅射功率350W，时间20s；CrAlN层由直流电源控制，溅射功率150W，时间5s；靶基距3‑7cm；总气压范围0.4Pa；基体温度为300℃。