[发明专利]一种具有高耐磨损能力的TiAlSi/TiAlSiN多层交替涂层的制备方法

摘要

一种具有高耐磨损能力的TiAlSi/TiAlSiN多层交替涂层的制备方法，涉及一种TiAlSiN涂层的制备方法。本发明是要解决现有的TiAlSiN涂层的耐磨性差的技术问题。本发明提出的TiAlSi/TiAlSiN多层交替涂层的制备方法，使用TiAlSi合金阴极靶材，通过改变通入的氮气来实现涂层成分的改变，从而制备多层交替涂层，提高涂层的工业应用性。由于TiAlSi合金的硬度较低，TiAlSiN涂层硬度较高，使用该种方法制备得到的软硬交替涂层，可以很好地缓解涂层应力，改善涂层塑韧性，提高涂层的耐磨性，对于提高刀具涂层的使用寿命具有重大意义。

主权项

1.一种具有高耐磨损能力的TiAlSi/TiAlSiN多层交替涂层的制备方法，其特征在于具有高耐磨损能力的TiAlSi/TiAlSiN多层交替涂层的制备方法是按以下步骤进行的：一、清洗基体并安装基体：使用YG8硬质合金作为镀膜基体，将镀膜基体表面抛光至镜面，然后将镀膜基体依次使用丙酮和酒精各超声清洗10min～15min；选择等离子体浸没离子注入与沉积设备作为镀膜设备，所述的等离子体浸没离子注入与沉积设备设置有45°磁过滤弯管和弧源系统；将清洗后的镀膜基体安装在等离子体浸没离子注入与沉积设备的靶台上，且正对着45°磁过滤弯管的出口，将TiAlSi合金阴极靶材安装在弧源系统中；二、溅射清洗基体：使用机械泵和分子泵对真空室抽真空至气压为6×10^‑3Pa～7×10^‑3Pa，通入50sccm～55sccm的氩气，通过分子泵控制真空室的气压保持在0.5Pa～0.55Pa；使用射频电源使氩气发生电离，并且在镀膜基体和真空室器壁间加6kV～6.5kV的电压，频率为100Hz～110Hz，脉宽为60μs～65μs，对镀膜基体进行溅射清洗以确保镀膜基体表面清洁，溅射清洗时间为30min～35min；三、①、溅射清洗结束后，关闭射频电源，停止通入氩气，通入50sccm～55sccm的氮气，通过分子泵控制真空室的气压保持在0.3Pa～0.35Pa；②、停止通入氮气，气压值降低至8×10^‑3Pa～1.2×10^‑2Pa，在镀膜基体和真空室器壁间加15kV～16kV的电压，频率为100Hz～110Hz，脉宽为60μs～65μs，启动弧源系统，起弧方式为接触起弧，使阴极电弧燃烧，调节电弧电流为45A～55A，电弧电压为20V～30V，在45°磁过滤弯管上施加10V～20V的偏压，45°磁过滤弯管外壁上施加2A～3A的磁场，镀膜2min～3min，制备得到TiAlSi涂层；③、通入50sccm～55sccm的氮气，在镀膜基体和真空室器壁间加15kV～16kV的电压，频率为100Hz～110Hz，脉宽为60μs～65μs，调节电弧电流为45A～55A，电弧电压为20V～30V，在45°磁过滤弯管上施加10V～20V的偏压，45°磁过滤弯管外壁上施加2A～3A的磁场，镀膜4min～5min，制备得到TiAlSiN涂层；④、重复步骤三②和③的过程总共镀膜60min～65min，在镀膜基体上得到TiAlSi/TiAlSiN多层交替涂层。