[发明专利]一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的方法

摘要

一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的制备方法，方法科学，制备原理清晰，属于材料制备技术领域。在500℃时进行离子镀，其沉积温度不会产生模具变形，有利于保持模具的精度；所制备的涂层度为3500HV，提高了模具表面硬度，减小了模具的磨损量，保证所加工的工件质量。通过AlCrCN涂层与基体在界面结合处形成扩散层，扩散层的元素过渡成梯度，涂层与基体的结合良好；在AlCrCN涂层形成了非晶态的C‑C键，起自润滑的作用，有效地减小摩擦因数。AlCrCN涂层具有超高硬度、低摩擦因数和抗磨损等优点，进一步提高了冷作模具表面硬度，使用寿命可提高3‑5倍。

主权项

1.一种冷作模具钢表面制备AlCrCN涂层的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基体为Cr12MoV冷作模钢，经磨削和抛光后，表面粗糙度Ra为0.01μm，在酒精和丙酮溶液中分别超声清洗15min，去除油污后，经干燥后待用；(2)将试样放入图1中镀膜真空室，其真空度为10‑4Pa，加热至500℃，保温时间为30min，首先通入氩气，保持真空室内压力为1.0Pa，开启偏压电源，电压900V，占空比0.2，辉光放电清洗15min，偏压降低至500V，开启离子源离子清洗15min；(3)停止通入氩气，对镀膜真空室抽真空至0.5Pa后，通入氮气，流量为220mL/min，并通入氩气，控制氩气与氮气的流量比为1:2，向真空室内输入混合气体，保持真空室内气压为1.2Pa，Al和Cr靶通电，调整偏压为130V，电流180A，沉积50分钟后，在基体表面首先形成厚度为0.3μm的AlCrN涂层；(4)在真空室中通入甲烷气体，真空室中剩余的等离子体在氩气、氮气和甲烷混合的反应环境中沉积2小时后，在AlCrN涂层表面形成厚度为1μm的AlCrCN涂层。