[发明专利]一种压铸模具用复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种复合涂层在压铸模具表面的沉积方法，其特征在于，所述方法采用一种压铸模具用复合涂层，所述复合涂层由沉积在模具基体上的由内向外依次层叠设置的结合层，过渡层，支撑层和功能层组成；

所述结合层为提高复合涂层与模具表面结合力的Cr结合层；

所述过渡层由CrN过渡层和CrAlN过渡层复合而成，所述CrN过渡层位于所述Cr结合层和所述CrAlN过渡层之间；

所述支撑层由CrAlSiN层和CrAlVN层交替叠加复合而成的多层结构，所述CrAlVN层位于所述CrAlN过渡层上，与所述CrAlSiN层交替叠加；

所述功能层由CrAlSiCN层和CrAlVCN层交替叠加复合而成的多层结构，所述CrAlVCN层位于最外层的所述CrAlSiN层上，并与所述CrAlSiCN层交替叠加；

所述CrAlN层中，Al原子百分比为20-40at.%；

所述CrN层的厚度为200-400nm，CrAlN层的厚度为100-200nm；

所述支撑层中单层所述CrAlSiN层中Si原子百分比为5-10at.%，Al原子百分比为20-30at.%；单层CrAlVN层中V原子百分比为7-12at.%，Al原子百分比为20-30at.%；

所述支撑层的一个周期中，所述CrAlVN层厚度为20-40nm，所述CrAlSiN层厚度为10-20nm，所述支撑层总厚度为300-600nm；

所述功能层中，CrAlSiCN层和CrAlVCN层分别是（CrAl,CrV）N的纳米晶镶嵌于非晶Si₃N₄中，并在间隙中掺杂有非晶C原子的晶体结构；

所述功能层中各层原子百分比为：15-30 at.%Cr，10-20 at.%Al，7-12 at.%V，5-10at.%Si，3-5 at.%C，40-49 at.%N；

所述功能层的厚度为2-3μm；

所述Cr结合层的厚度为100-200nm；

所述沉积方法，包括以下步骤：

1） 辉光清洗，将预处理后的模具基体放入真空阴极弧离子镀设备中，抽真空加热至基体表面温度达到300-500℃，控制气压在1.0-1.5Pa，充入Ar气进行辉光放电清洗；

2） Cr层制备，调节真空压力为辉光清洗中压力的1/2-2/3，开启金属Cr靶位，沉积Cr结合层；

3） CrN过渡层制备，降低偏压，通入N₂与Ar的混合气体，控制气压为0.5-1.2 Pa，基片温度300-500℃，沉积CrN过渡层；

4） CrAlN过渡层制备，关闭金属Cr靶位，开启CrAl合金靶位，保持偏压不变，通入N₂，保持气压在0.5-1.2Pa，基体温度为300 -500℃，沉积CrAlN过渡层；

5） 支撑层制备，同时开启CrAl、CrV、CrSi靶位，通入N₂，保持气压为0.8-3.0Pa，基体温度300-500℃，保持基台旋转，交替沉积CrAlVN层和CrAlSiN层；

6） 功能层制备，保持CrAl、CrV、CrSi靶位开启，在通入Ar和N₂混合气体的同时间歇性通入C₂H₂，真空度保持为0.8-3.0Pa，基体温度300-500℃，在基台上旋转工件，根据预设转速交替沉积CrAlSiCN层和CrAlVCN层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤1）中，进行辉光放电清洗时，开启阳极层离子源电压在500-600V，电流3-5A，基片架转速1-3 rpm，负偏压-900V，轰击时间60-80 min；

和/或，

步骤2）中，开启金属Cr靶位，控制电流为60-90A，负偏压为-300V，沉积时间2-10min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

步骤3）和步骤4）中，保持基片架的转速为1-3 rpm，控制电流为70-100A，占空比为60-80%；

所述CrN过渡层的沉积时间为20-30min，所述CrAlN过渡层的沉积时间为10-20min。