[发明专利]一种三层膜结构涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种三层膜结构涂层的制备方法，其特征在于：所述三层膜结构涂层由双相Cr+α-(Al,Cr)₂O₃基体粘结层、单相α-(Al,Cr)₂O₃支撑层和单相纳米α-Al₂O₃表层构成；所述制备方法包括如下制备步骤：

(1)基体温度在550℃～650℃，CrAl合金靶溅射功率密度在8～10W/cm²范围，Ar+O₂混合气中的O₂分压在6％～9％范围条件下，通过直流磁控溅射在基体表面沉积得到Cr+α-(Al,Cr)₂O₃基体粘结层；

(2)基体温度在550℃～650℃，CrAl合金靶溅射功率密度在7～10W/cm²范围，Ar+O₂混合气中的O₂分压为10％～15％范围条件下，通过直流磁控溅射在Cr+α-(Al,Cr)₂O₃基体粘结层表面沉积得到α-(Al,Cr)₂O₃支撑层；

(3)基体温度在550℃～650℃，Al+α-Al₂O₃复合靶溅射功率密度在6～8W/cm²范围，Ar+O₂混合气中的O₂分压为12％～15％范围条件下，通过射频磁控溅射在α-(Al,Cr)₂O₃支撑层表面沉积得到致密单相纳米α-Al₂O₃表层。

2.根据权利要求1所述的一种三层膜结构涂层的制备方法，其特征在于：所述双相Cr+α-(Al,Cr)₂O₃基体粘结层的厚度为0.2～0.3μm，单相α-(Al,Cr)₂O₃支撑层的厚度为0.3～0.5μm，单相纳米α-Al₂O₃表层的厚度为1.0～1.5μm。

3.根据权利要求1所述的一种三层膜结构涂层的制备方法，其特征在于：所述的基体是指高速钢、热作模具钢或高温合金基体。

4.根据权利要求1所述的一种三层膜结构涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)中所述CrAl合金靶中Al含量范围为35～50wt.％。

5.根据权利要求4所述的一种三层膜结构涂层的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述Ar+O₂混合气中的O₂分压取值方法为：当CrAl合金靶中Al含量在50wt.％时，O₂分压取9％，当Al含量为35wt.％时，O₂分压取6％；步骤(2)所述Ar+O₂混合气中的O₂分压取值方法为，当CrAl合金靶中Al含量在50wt.％时，O₂分压取15％，当Al含量为35wt.％时，O₂分压取10％。

6.根据权利要求1所述的一种三层膜结构涂层的制备方法，其特征在于：步骤(3)中所述Al+α-Al₂O₃复合靶中α-Al₂O₃的含量为10～15wt.％。