[发明专利]TiCrN/MoS2多元减摩润滑涂层刀具及其制备工艺

摘要

本发明属于机械制造金属切削刀具领域，特别是涉及一种TiCrN/MoS2多元减摩润滑涂层刀具及其制备工艺。该刀具基体材料为高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石或立方氮化硼，涂层为多层结构，由基体到涂层表面依次为：Ti过渡层、Ti/Cr过渡层、TiCrN和MoS2的复合涂层。其综合了TiCrN多元硬质涂层和MoS2润滑涂层的优点，既具有较高的硬度，又具有润滑作用，且可以使涂层在整个生命周期里保持良好的润滑性能，显著改善和提高涂层刀具的切削性能。

主权项

1.一种TiCrN/MoS2多元减摩润滑涂层刀具的制备工艺，刀具基体材料为高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石或立方氮化硼，涂层为多层结构，由基体到涂层表面依次为：Ti过渡层、Ti/Cr过渡层、TiCrN和MoS2的复合涂层；其特征在于，沉积方式为采用电弧镀与磁控溅射复合镀膜方法，包括1个Ti靶电弧靶，1个Cr靶电弧靶，2个MoS2磁控溅射靶：电弧离子镀沉积Ti过渡层和Ti/Cr过渡层，电弧离子镀+磁控溅射沉积TiCrN和MoS2的复合涂层，具体包括以下步骤：(1)前处理：将刀具基体表面抛光，去除表面杂质，然后依次放入酒精和丙酮中，超声清洗，经干燥后迅速放入镀膜机，抽真空至7.0～8.0×10‑3Pa，加热至300℃，保温30～35min；(2)离子清洗：通Ar气，其压力为1.5～2.0Pa，开启偏压电源，电压600V，占空比0.2，辉光放电清洗15～20min；降低偏压至400V，开启离子源离子清洗12～15min，开启Ti靶的电弧源，偏压250～380V，靶电流60A，离子轰击Ti靶3～5min；(3)沉积Ti过渡层：Ar气压0.5～0.6Pa，偏压降至250V，Ti靶电流70A，沉积温度240℃，电弧镀Ti过渡层5～6min；(4)沉积Ti/Cr过渡层：Ar气压0.5～0.6Pa，偏压250V，Ti靶电流80A，Cr靶电流60A，电弧镀Ti/Cr过渡层10～15min；(5)沉积TiCrN和MoS2的复合涂层：Ar气压0.5Pa，偏压200～220V，Ti靶的靶电流10A，Cr靶电流80A；开启N2，N2气压为1.0Pa，沉积温度220～250℃；开启MoS2靶磁控溅射电源，电流0.8～1.0A，沉积TiCrN和MoS2的复合涂层100～110min；(6)后处理：关闭各电源、离子源及气体源，涂层结束。