[发明专利]一种高附着力复合多层涂层的制备方法及其复合多层涂层

说明书

本申请涉及涂层领域，具体公开了一种高附着力复合多层涂层的制备方法及其复合多层涂层。一种高附着力复合多层涂层的制备方法，包括以下步骤：S1：对刀具基体进行打砂、抛光处理，得到预处理刀具基体；S2：将金属元素合成靶材通过激光熔覆在改性刀具基体表面，冷却，得到改性刀具基体；S3：在改性刀具基体表面沉积包覆TiCN结合层、CrN中间层和AlCrN包覆层；所述金属元素合成靶材包括铝基板；另外，本申请的制备方法具有刀具和涂层之间的结合强度较高的优点。

技术领域

本申请涉及刀具涂层领域，更具体地说，它涉及一种高附着力复合多层涂层的制备方法及其复合多层涂层

背景技术

硬质涂层特别适合施加于合金刀具，用于提高合金刀具的寿命和改善工件的切削质量。针对具体的应用场合，这些硬质涂层可以以单层、多层、叠层、多相复合等多种方式在刀具上加以使用。

硬质涂层沉积在刀具的表面，涂层与刀具基体材料各不相同，在涂层的沉积过程中，涂层材料一般通过化学键、分子间作用力、机械咬合等方式沉积在基体表面。层-刀具基材料的相互作用表现为附着，将层-基剥离所需要的力或者能量被称为结合力或者结合强度。

沉积有硬质涂层的刀具在切削钛合金、镍合金等一些难加工的合金时，由于涂层和刀具之间的结合强度不够高，从而降低了纳米刀具涂层的抗脱落性能。

发明内容

为了提高刀具和涂层之间的结合强度，本申请提供一种高附着力复合多层涂层的制备方法及其复合多层涂层。

本申请提供的一种高附着力复合多层涂层的制备方法及其复合多层涂层，采用如下的技术方案：

第一方面，本申请提供一种高附着力复合多层涂层的制备方法，采用如下的技术方案：

包括以下步骤：

S1：对刀具基体进行打砂、抛光处理，得到预处理刀具基体；

S2：将金属元素合成靶材通过激光熔覆在改性刀具基体表面，冷却，得到改性刀具基体；

S3：在改性刀具基体表面沉积包覆TiCN结合层、CrN中间层和AlCrN包覆层；

所述金属元素合成靶材包括铝基板。

通过采用上述技术方案，对刀具材料的表面进行打砂、抛光处理，能有效对基体表面去除粉尘颗粒的同时，降低其粗糙度，从而提高涂层与基体的勾连嵌合作用，促进粒子成核、提高膜层质量增强其结合强度；

铝基板能够增大刀具基体的表面积，从而增大与涂层的接触面积，最终提高了刀具基体与涂层的结合强度；TiCN涂层具有高熔点、高硬度、耐磨、耐氧化、耐磨和耐腐蚀等特性，具有良好的化学稳定性，TiCN涂层与刀具基体之间的结合强度高，附着性较好；除此之外，铝基板极易氧化成氧化铝，TiCN涂层的针状结构使得TiCN涂层与氧化铝之间产生强大的附着力，使得TiCN涂层与刀具基体之间的结合强度增大。

优选的，所述金属元素合成靶材还包括钛基板和铬基板。

通过采用上述技术方案，铝基板、钛基板和铬基板组合激光熔覆在改性刀具基体表面，能够协同增强刀具基体与TiCN涂层的结合强度。

优选的，所述铝基板、钛基板和铬基板的质量比为(4-6)：1:1。

通过采用上述技术方案，铝基板、钛基板和铬基板的质量比为(4-6)：1:1时，刀具基体与TiCN涂层之间的结合强度较大。

优选的，所述金属元素合成靶材的粒径为20-40μm。

通过采用上述技术方案，本申请优化了金属元素合成靶材的粒径，当金属元素合成靶材的粒径为20-40μm时，刀具基体与TiCN涂层之间的结合强度较大。

优选的，所述预处理刀具基体表面上的金属元素合成靶材为(0.01-0.03)g/mm²。