[发明专利]一种CrAlTiSiCN纳米复合涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种CrAlTiSiCN纳米复合涂层，其特征在于，包括依次沉积于基体上的Cr打底层、CrN过渡层、CrAlTiSiN过渡层及CrAlTiSiCN膜层，所述纳米复合涂层的附着力为46～54N，所述纳米复合涂层的纳米硬度为39～45GPa。

2.根据权利要求1所述的CrAlTiSiCN纳米复合涂层，其特征在于，所述纳米复合涂层的厚度为1.7～4.5μm。

3.根据权利要求2所述的CrAlTiSiCN纳米复合涂层，其特征在于，所述Cr打底层的厚度为0.2～1.0μm，所述CrN过渡层的厚度为0.5～1.0μm，所述CrAlTiSiN过渡层的厚度为0.5～1.5μm，所述CrAlTiSiCN膜层的厚度为0.5～1.0μm。

4.根据权利要求1所述的CrAlTiSiCN纳米复合涂层，其特征在于，所述基体为金属刀具、硬质合金刀具或陶瓷刀具。

5.一种CrAlTiSiCN纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：基体清洗：先将基体用砂纸进行打磨抛光处理，然后将基体放入丙酮溶液中进行超声波清洗，再将清洗完成的基体用酒精擦拭，并烘干，最后将基体进行离子清洗，得到洁净基体；

S2：制备Cr打底层：将经过步骤S1处理过的基体送入沉积室中，通过调整偏压控制Cr靶，于基体上沉积Cr打底层，Cr靶电流为80～100A，基体负偏压为180～220V，沉积室内的气体压强为1～2Pa，沉积时间为15～25min，Cr打底层的厚度为0.2～1.0μm；

S3：制备CrN过渡层：向沉积室内通入流量为200～250sccm的氮气，于经过步骤S2处理过的基体上沉积CrN过渡层，Cr靶电流为80～100A，基体负偏压为180～220V，沉积室内的气体压强为1～2Pa，沉积时间为45～70min，CrN过渡层的厚度为0.5～1.0μm；

S4：制备CrAlTiSiN过渡层：继续向沉积室内通入流量为200～250sccm的氮气，通过阴极电弧沉积技术控制Cr靶、AlTi靶及TiSi靶，于经过步骤S3处理过的基体上沉积CrAlTiSiN过渡层，Cr靶、AlTi靶及TiSi靶的靶电流均为80～100A，基体负偏压为130～160V，沉积室内的气体压强为1～2Pa，沉积温度为400～450℃，沉积时间为45～70min，CrAlTiSiN过渡层的厚度为0.5～1.5μm；

S5：制备CrAlTiSiCN膜层：向沉积室内通入流量为200～250sccm的氮气，通入流量为65～80sccm的乙炔气体，通过阴极电弧沉积技术控制Cr靶、AlTi靶及TiSi靶，于经过步骤S4处理过的基体上沉积CrAlTiSiCN膜层，Cr靶、AlTi靶及TiSi靶的靶电流均为80～100A，基体负偏压为130～160V，沉积室内的气体压强为1～2Pa，沉积温度为400～450℃，沉积时间为45～70min，CrAlTiSiCN膜层的厚度为0.5～1.0μm。

6.根据权利要求5所述的CrAlTiSiCN纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S4及步骤S5中的AlTi靶中Al：Ti的原子数含量比为7：3，步骤S4及步骤S5中的TiSi靶中Ti：Si的原子数含量比为1：1。

7.根据权利要求5所述的CrAlTiSiCN纳米复合涂层的制备方法，其特征在于，步骤S1中的将基体进行离子清洗具体包括：将基体放入真空炉腔内，真空炉腔内的真空度小于2×10^-2Pa，将真空炉加热至400～450℃时，向真空炉内通入氩气，在氩气气氛下，将基体负偏压调整为450～500V进行等离子刻蚀清洗，清洗时间为25～35min。