[发明专利]一种隧道掘进机刀具刀圈的纳米多层薄膜及其制备方法

摘要

本发明公开了一种隧道掘进机刀具刀圈的纳米多层薄膜及其制备方法，包括依次沉积于隧道掘进机刀具刀圈表面上的若干层薄膜，各层薄膜由内到外依次均包括金属Ti底层、硬质TiN膜层及TiCrAlN耐磨减摩层，该纳米多层薄膜能够用于隧道掘进机刀具刀圈，并且能够有效的提高隧道掘进机刀具刀圈的使用寿命，同时制备方法较为简单。

主权项

1.一种隧道掘进机刀具刀圈的纳米多层薄膜的制备方法，其特征在于，所述隧道掘进机刀具刀圈的纳米多层薄膜包括依次沉积于隧道掘进机刀具刀圈表面上的若干层薄膜，各层薄膜由内到外依次均包括金属Ti底层、硬质TiN膜层及TiCrAlN耐磨减摩层；金属Ti底层的厚度为0.5μm，硬质TiN膜层的厚度为1.0μm，TiCrAlN耐磨减摩层的厚度为3.0μm；包括以下步骤：1)清洗隧道掘进机刀具刀圈的表面，再将隧道掘进机刀具刀圈放置到真空腔室内的旋转装置上进行旋转，并对隧道掘进机刀具刀圈进行等离子体清洗；2)采用多弧离子镀物理气相沉积法在隧道掘进机刀具刀圈的表面依次沉积金属Ti底层、硬质TiN膜层及TiCrAlN耐磨减摩层，完成一层薄膜的沉积；3)重复步骤2)，得隧道掘进机刀具刀圈的纳米多层薄膜；采用多弧离子镀物理气相沉积方法沉积金属Ti底层的具体操作为：向真空腔室内通入流量为50sccm、气压为0.2Pa的Ar气，再以Ti金属作为沉积靶材进行金属Ti底层的沉积，其中，沉积过程中沉积温度为350℃、弧电流为110A、偏置电压为200V；采用多弧离子镀物理气相沉积方法沉积硬质TiN膜层的具体操作为：向真空腔室内通入N₂气和Ar气的混合气体，其中，N₂气的流量为260sccm，Ar气的流量为30sccm，混合气体的气压为0.5Pa，再以Ti合金作为沉积靶材进行硬质TiN膜层的沉积，沉积过程中沉积温度为350℃、弧电流为110A、偏置电压为100V；采用多弧离子镀物理气相沉积方法沉积TiCrAlN耐磨减摩层的具体操作为：向真空腔室内通入N₂气和Ar气的混合气体，其中，N₂气的流量和Ar气的流量分别为260sccm和30sccm，沉积过程中以Cr和TiAl合金作为沉积靶材进行TiCrAlN耐磨减摩层的沉积，沉积过程中的弧电流及偏置电压分别为110A及100V。