[发明专利]高硬度与高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺

权利要求书

1.一种高硬度与高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺，其特征在于：该工艺是采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合镀膜技术在基体上沉积AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层，其中靶材选取金属AlCrSi靶和CrMo靶；先在基体上沉积15～20min金属化合物CrN过渡层，再沉积AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层，沉积AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层时：本底真空为6×10^-3Pa以上，沉积压强调节至1.5Pa～1.6Pa，然后交替沉积AlCrSiN调制层和AlCrMoSiN调制层形成AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层；制备AlCrSiN调制层时，开启AlCrSi靶，AlCrSi靶功率1.1～1.2kw，设置偏压为-120V～-150V(占空比50％)，通入Ar和N₂；制备AlCrMoSiN调制层时，保持偏压-120V～-150V，开启AlCrSi靶、CrMo靶，AlCrSi靶功率1.0kW～1.2kW，CrMo靶功率0.3kW～0.4kW，通入Ar和N₂；根据所需调制层的厚度以及调制比设置不同靶材开启时间及气体通入时间。

2.根据权利要求1所述的高硬度与高耐磨性的AlCrSiNN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺，其特征在于：沉积AlCrSiN调制层时，通入Ar的流量为200～210sccm，通入N₂流量为40～50sccm，气体总流量250sccm；沉积AlCrMoSiN调制层时，通入Ar的流量为210sccm，通入N₂的流量为40～50sccm，气体总流量250sccm。

3.根据权利要求1或2所述的高硬度与高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺，其特征在于：该工艺具体包括如下步骤：

(1)将清洗后的基体固定于镀膜室内旋转架上，将真空度抽至6×10^-3Pa以上；AlCrSi靶与高功率脉冲磁控溅射电源连接，CrMo靶与脉冲直流磁控溅射电源连接；Cr靶为电弧靶；

(2)对基体依次进行辉光放电清洗和离子轰击清洗；

(3)沉积CrN过渡层，以提高工作层与基体的结合强度；

(4)沉积AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层。

4.根据权利要求3所述的高硬度与高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，所述辉光放电清洗的过程为：将炉腔加热至400℃，通入氩气200～210sccm，设置脉冲偏压-800V(占空比87％)，对基体进行辉光清洗15～20min。

5.根据权利要求3所述的高硬度与高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，所述离子轰击清洗过程为：辉光放电清洗后，开启Cr靶，然后设置Cr靶弧源电流90A，弧源电压20～22V，沉积压强0.5Pa～0.6Pa，保持氩气流量为100sccm，在-800V(占空比87％)偏压条件下轰击清洗8～10min。

6.根据权利要求3所述的高硬度与高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺，其特征在于：步骤(3)中，沉积CrN过渡层的过程为：在辉光放电清洗和离子轰击清洗后，设置偏压为-120V～-150V(占空比60％～70％)，开启Cr靶，设置Cr靶弧源电流90A，弧源电压20～20.3V，通入氩气流量为50sccm，通入氮气流量为200sccm，调节沉积压强至0.7～0.8Pa，沉积CrN过渡层15～20min。

7.根据权利要求1所述的高硬度与高耐磨性的AlCrSiN/AlCrMoSiN纳米多层复合涂层的制备工艺，其特征在于：所述基体为金属或硬质合金(硬质合金基片、不锈钢片或硅片)，所述靶材纯度均为99.9wt.％。