[发明专利]一种纳米复合陶瓷涂层、压铸模具及其制备方法

摘要

本发明提供一种纳米复合陶瓷涂层、压铸模具及其制备方法，属于涂层及压铸模具制备技术领域。解决现有的压铸模具性能差且寿命低的问题。该纳米复合陶瓷涂层包括Cr金属结合层、在Cr结合层上设置的CrN过渡层、在CrN过渡层上设置的支撑层、在支撑层上设置的功能层；所述的支撑层为梯度结构的纳米周期性TiSiN‑CrAlN结构涂层；功能层为纳米复合的TiCrAlSiN结构涂层。本发明还提供包括上述复合陶瓷涂层制备得到的压铸模具。本发明还提供一种压铸模具的制备方法。本发明的陶瓷涂层具有超过70N的结合力，小于0.15Gpa的内应力，高于35GPa的硬度，使用寿命是普通压铸模具使用寿命的3倍以上。

主权项

1.一种压铸模具，其特征在于，所述的压铸模具基体(1)的工作表面沉积有纳米复合陶瓷涂层(2)；所述的一种纳米复合陶瓷涂层，包括Cr金属结合层(2‑1)、在Cr结合层(2‑1)上设置的CrN过渡层(2‑2)、在CrN过渡层(2‑2)上设置的支撑层(2‑3)、在支撑层(2‑3)上设置的功能层(2‑4)；所述的支撑层(2‑3)为梯度结构的纳米周期性TiSiN‑CrAlN结构涂层；所述的功能层(2‑4)为纳米复合的TiCrAlSiN结构涂层；所述的一种压铸模具的制备方法，包括：步骤一：将压铸模具基体(1)进行预处理；步骤二：在步骤一得到的预处理后的压铸模具基体(1)表面沉积Cr金属结合层(2‑1)；步骤三：在步骤二得到的Cr金属结合层(2‑1)表面沉积CrN过渡层(2‑2)；步骤四：在步骤三得到的CrN过渡层(2‑2)表面沉积支撑层(2‑3)；具体为：开启TiSi和CrAl合金靶，电流70‑100A，通入N₂，真空度为0.8‑3.0Pa，负偏压60‑120V，占空比50‑80％，基体温度300‑500℃，基片转速1‑3rpm，控制系统采用电弧靶电流渐变模式，TiSi靶电流从70增加至100A，而CrAl靶电流从100降到70A，形成梯度结构纳米周期性TiSiN‑CrAlN支撑层，沉积时间60‑120min，调制周期30‑60nm，厚度为400‑800nm；步骤五：在步骤四得到的支撑层(2‑3)表面沉积功能层(2‑4)，得到基体表面沉积有纳米复合陶瓷涂层的压铸模具。