【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物理气相沉积纳米复合涂层。具体地，本专利技术涉及crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层及其制备方法。本专利技术还涉及包含所述crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层的工具。
技术介绍
1、在现代制造业的高速发展之下，硬质涂层作为材料科学的重要研究方向一直受到很多重视，并且广泛应用于机械领域、医疗领域、纺织领域、微电子领域和航空领域等。硬质涂层是在基体上沉积的一层或多层厚度为数微米的涂层。在基体不变情况下，硬质涂层可以使得其所涂覆的零部件具有更好的性能和更久的使用寿命。例如，切削工具在沉积了硬质膜层后，会具有提高的切削性能。硬质涂层除了改善切削工具的切削加工质量并大大降低其加工成本外，还可以大幅提升其硬度和韧性。
2、切削工具涂层技术随时间发展可分为多元涂层、梯度涂层、纳米复合涂层、纳米多层涂层等。所述涂层的各项性能也稳步提升，可应用于各种切削加工环境中。
3、切削工具涂层一般可采用物理气相沉积技术。物理气相沉积技术目前已相当完善，主要包括利用大电流使得靶材蒸发或者附加粒子向靶材表面轰击从而使得靶材粒子溅射向基体表面从而实现沉积的过程。物理气相沉积技术主要包括蒸发、磁控溅射(magnetron sputtering，ms)、电弧离子镀(arc ion plating，aip)和电子束物理气相沉积技术等。
4、可通过所述物理气相沉积技术形成包含元素铝(al)、铬(cr)、硅(si)、钛(ti)和氮(n)的alcrsitin涂层，该涂层
5、复合涂层结构已经被证明能有效提高涂层的性能，例如现有技术中已经公开的tialn/alcrn、alcrsin/alcrn复合涂层等。采用阴极电弧离子镀膜技术制备的alcrn涂层具有硬度高、韧性强等优点，但其热稳定性较差，无法在800℃以上的环境中长时间工作。
6、alcrsivn涂层是目前在硬度、耐磨性、热稳定性等各方面较为优异的一种涂层，但其与基体间结合处强度较低；而tialn作为许多氮化物涂层的过渡层，其涂层间的结合力较好，具有优秀的硬度和韧性；并且crn涂层具有高附着力。它们的结合可能带来综合性能较高的涂层。
7、然而，目前仍需要进一步优化crn/tialn/alcrsivn复合涂层结构的综合性能。
技术实现思路
1、专利技术目的
2、鉴于上述
技术介绍
部分中所描述的现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层及其制备方法。另外，本专利技术的目的还在于提供一种包含所述crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层的工具。
3、技术方案
4、为实现上述本专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案
5、方案1：一种结合于基体表面上的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中该纳米复合涂层包含沉积于所述基体表面上的crmn过渡层，和沉积于所述crmn过渡层表面上的具有一个或多个周期性结构的tixalyn/alacrbsicvdne复合多层，其中所述tixalyn/alacrbsicvdne复合多层的一个周期包含内层的tixalyn层和外层的alacrbsicvdne层，
6、其中
7、m为约0.99至约1.01；
8、x为约0.29至约0.31，y为约0.69至约0.71，且x+y的和为约1；
9、a为约0.20至约0.25；b为约0.13至约0.17；c为约0.05至约0.10；d为约0.05至约0.10，e为约0.40至约0.50，且a+b+c+d+e的和为约1。
10、方案2：根据上述方案1所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述crmn过渡层的厚度在约0.4至约0.6μm范围内。
11、方案3：根据上述方案1或2所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述tixalyn/alacrbsicvdne复合多层的一个周期的总厚度在约0.9至约1.1μm范围内。
12、方案4：根据上述方案1至3中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述tixalyn层的厚度在约0.4至约0.6μm范围内。
13、方案5：根据上述方案1至3中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述alacrbsicvdne层的厚度在约0.4至约0.6μm范围内。
14、方案6：根据上述方案1至5中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述基体选自硬质合金、高速钢和刚玉中的任何一种。
15、方案7：根据上述方案1至6中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述具有周期性结构的tixalyn/alacrbsicvdne复合多层的周期数为1、2、3或4。
16、方案8：根据上述方案1至7中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述复合涂层包含面心立方结构的aln、crn、vn相和密排六方结构的aln相，以及si的氮化物非晶相。
17、方案9：根据上述方案1至8中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其中所述纳米复合涂层具有以下性能中的一种或多种：
18、硬度在约29.4±约1.5gpa范围内，
19、弹性模量在约384.4±约12.3gpa范围内，
20、结合力达到约54n以上，
21、硬度/弹性模量的比值达到约0.0765以上，和
22、摩擦系数为小于约0.6，优选小于约0.56。
23、方案10：一种制备根据上述方案1至9中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层的方法，其中该方法包括以下步骤：
24、步骤1：在所述基体表面上通过电弧离子镀沉积所述crmn过渡层；和
25、步骤2：在所述crmn过渡层表面上通过电弧离子镀依次沉积所述tixalyn层和所述alacrbsicvdne层。
26、方案11：根据上述方案10所述的制备方法，其中该方法进一步包括步骤3：在得自步骤2的所述alacrbsicvdne层上通过电弧离子镀进一步依次沉积所述tixalyn层和所述alacrbsicvdne层一次或多次。
27、方案12：根据上述方案10至11中任一项所述的制备方法，其中所述沉积本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种结合于基体表面上的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层，其特征在于，该纳米复合涂层包含沉积于所述基体表面上的CrmN过渡层，和沉积于所述CrmN过渡层表面上的具有一个或多个周期性结构的TixAlyN/AlaCrbSicVdNe复合多层，其中所述TixAlyN/AlaCrbSicVdNe复合多层的一个周期包含内层的TixAlyN层和外层的AlaCrbSicVdNe层，
2.根据权利要求1所述的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层，其特征在于，所述基体选自硬质合金、高速钢和刚玉中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层，其特征在于，所述具有周期性结构的TixAlyN/AlaCrbSicVdNe复合多层的周期数为1、2、3或4。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVd
6.根据权利要求1至4中任一项所述的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层，其特征在于，所述纳米复合涂层具有以下性能中的一种或多种：硬度在29.4±1.5GPa范围内，弹性模量在384.4±12.3GPa范围内，结合力达到54N以上，硬度/弹性模量的比值达到0.0765以上，和摩擦系数为小于0.6。
7.一种制备根据权利要求1至6中任一项所述的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括在所述步骤2后进行步骤3，该步骤3包括在得自步骤2的所述AlaCrbSicVdNe层上通过电弧离子镀进一步依次沉积所述TixAlyN层和所述AlaCrbSicVdNe层1次、2次或3次。
10.一种工具，优选切削工具，其特征在于，该工具包含根据权利要求1至6中任一项所述的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层或者根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法制备的CrmN/TixAlyN/AlaCrbSicVdNe纳米复合涂层。
...【技术特征摘要】
1.一种结合于基体表面上的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其特征在于，该纳米复合涂层包含沉积于所述基体表面上的crmn过渡层，和沉积于所述crmn过渡层表面上的具有一个或多个周期性结构的tixalyn/alacrbsicvdne复合多层，其中所述tixalyn/alacrbsicvdne复合多层的一个周期包含内层的tixalyn层和外层的alacrbsicvdne层，
2.根据权利要求1所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其特征在于，所述基体选自硬质合金、高速钢和刚玉中的任何一种。
4.根据权利要求1所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其特征在于，所述具有周期性结构的tixalyn/alacrbsicvdne复合多层的周期数为1、2、3或4。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的crmn/tixalyn/alacrbsicvdne纳米复合涂层，其特征在于，所述复合涂层包含面心立方结构的aln、crn、vn相和密排六方结构的aln相，以及si的氮...
【专利技术属性】
技术研发人员：张凤戈，郭桦帅，魏铁峰，孟晓亭，张欠男，缪磊，
申请(专利权)人：苏州六九新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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