申请/专利权人：天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心)

申请日：2020-06-10

公开（公告）日：2022-04-12

公开（公告）号：CN111621752B

主分类号：C23C14/32(20060101)

分类号：C23C14/32(20060101);C23C14/06(20060101);C23C14/54(20060101);C23C14/02(20060101);B82Y30/00(20110101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2022.04.12#授权;2020.09.29#实质审查的生效;2020.09.04#公开

摘要：本发明公开了一种AlCrSiNAlCrNAlCrONAlCrN多层纳米复合涂层的制备工艺，属于复合涂层制备技术领域。该工艺采用电弧离子镀膜技术镀膜，靶材选取金属Cr靶、AlCr靶、AlCrSi靶。镀膜前先通入氩气辉光放电清洗，随后开启Cr靶对基体表面进行离子轰击清洗，然后沉积CrN过渡层，最后通入氮气和氧气作为反应气体，交替开启AlCrSi靶和AlCr靶，依次往复沉积AlCrSiN层、AlCrN层、AlCrON层和AlCrN层。本发明制备的多层纳米复合涂层工艺简单，涂层组织结构致密、涂层与基体间结合力强，具有较高的硬度和强度，良好的耐磨损性能。

主权项：1.一种AlCrSiNAlCrNAlCrONAlCrN多层纳米复合涂层的制备工艺，其特征在于：该工艺是采用电弧离子镀膜技术先在基体上沉积CrN过渡层，再在CrN过渡层上依次往复沉积AlCrSiN层、AlCrN层、AlCrON层和AlCrN层，从而获得所述AlCrSiNAlCrNAlCrONAlCrN多层纳米复合涂层；该工艺中，靶材选择纯金属Cr靶、AlCr合金靶和AlCrSi合金靶，靶材纯度均为99.9wt.%；沉积各层时，弧电流均设置为60～100A；该工艺具体包括如下步骤：（1）将预处理后的基体放入镀膜室中央转架上，真空室气压抽至3.0×10-3Pa以下；（2）先对基体进行辉光放电清洗，然后在基体表面沉积一层厚度100～300nm的CrN过渡层以提高工作层与基体之间的结合力；（3）沉积多层复合涂层：最先开启AlCrSi合金靶，通入氩气和氮气，沉积AlCrSiN层；然后仅开启AlCr靶，通入氩气和氮气，沉积AlCrN层；再通入氧气，沉积AlCrON层；最后关闭氧气阀，只通入氩气和氮气，沉积AlCrN层；其中：沉积AlCrSiN层时，设置脉冲偏压-70～-120V，占空比60%～90%，通入氩气和氮气保持沉积压强为0.8～1.3Pa；沉积AlCrN层时，设置脉冲偏压-80～-100V，占空比60%～90%，通入氩气和氮气使沉积压强调节至1.5～3Pa；沉积AlCrON层时，设置脉冲偏压-80～-100V，占空比60%～90%，通入氩气、氧气和氮气使沉积压强保持为2～3Pa；沉积AlCrSiN涂层和AlCrN涂层时，通入氩气的流量为50sccm，通入氮气的流量为600sccm，总流量650sccm；沉积AlCrON涂层时，通入氩气流量为50sccm，氮气流量为600sccm，氧气流量为20sccm，总流量670sccm；（4）多次重复步骤（3）的过程，根据所需涂层的总厚度设置涂层的不同调制周期和沉积时间，获得所述AlCrSiNAlCrNAlCrONAlCrN多层纳米复合涂层；所述基体为金属或硬质合金，所制备的AlCrSiNAlCrNAlCrONAlCrN多层纳米复合涂层是由AlCrSiN层、AlCrN层、AlCrON层和AlCrN层依次叠加为周期，涂层调制周期为50-800nm，周期数≥4，AlCrSiN层、AlCrN层、AlCrON层和AlCrN层的调制比为3：1：1：1，沉积涂层总厚度控制为3μm。

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权利要求：

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