涂层、具有该涂层的被覆件及该被覆件的制备方法技术

本发明专利技术提供一种涂层，该涂层包括一纳米复合层，该纳米复合层包括若干ZrCuCN层和若干ZrCN层，所述若干ZrCuCN层和若干ZrCN层交替排布。该涂层具有良好的硬度、韧性及耐磨性。本发明专利技术还提供一种具有上述涂层的被覆件，该被覆件包括一基体、形成于该基体的一结合层及形成于该结合层上的一所述涂层。该结合层为一ZrCu层。另外，本发明专利技术还提供了上述被覆件的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别涉及一种PVD涂层、具有该PVD涂层的被覆件及该被覆件的制备方法。
技术介绍
真空镀膜工艺在工业领域有着广泛的应用，其中，TiN薄膜镀覆在刀具或模具表面能大幅提高刀具和模具的使用寿命。然而，随着金属切削加工朝高切削速度、高进给速度、 高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性方面发展，对表面涂层的性能提出了更高的要求。传统的TiN涂层在硬度、韧性等方面已经不能满足要求。ZrCN薄膜由于其硬度与韧性均优于TiN薄膜而受到人们的广泛关注。但单一的 &CN薄膜在硬度、韧性及耐磨性等方面几乎已经没有提高的空间，很难满足现代工业的需求。中国专利CN100480043C中提到在金属、硬质合金或陶瓷的基体上沉积&CN/ Al2(CVxNx)3纳米复合涂层，这种纳米复合涂层的硬度超过30GPa，但其耐磨性并没有提高。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种具有良好硬度、韧性及耐磨性的涂层。另外，还有必要提供一种应用上述涂层的被覆件。另外，还有必要提供一种上述被覆件的制备方法。一种涂层，包括一纳米复合层，该纳米复合层包括若干^CuCN层和若干&CN层， 所述若干^CuCN层和若干&CN层交替排布。一种被覆件，包括一基体、形成于该基体的一结合层及形成于该结合层上的一涂层。该涂层包括一纳米复合层，该纳米复合层包括若干^CuCN层和若干&CN层，所述若干 ZrCuCN层和若干&CN层交替排布。一种被覆件的制备方法，包括以下步骤提供一基体；于该基体的表面磁控溅射一结合层，该结合层为一 &CU层；于该结合层的表面磁控溅射一纳米复合层，该纳米复合层包括若干^CuCN层和若干&CN层，所述若干&CuCN层和若干&CN层交替排布。相较于现有技术，本专利技术在形成^CuCN沉积层时，N原子优先与ττ原子形成&CN 晶粒，Cu原子则以独立形式偏聚在晶界上形成Cu相，其可抑制&CN晶粒的长大，因而使得沉积层中的&CN晶粒的粒径维持在纳米级，该纳米级的&CN晶粒可有效提高所述涂层的硬度和韧性。更重要的是，由于纳米级氮化物&CuCN与&CN之间剪切模量的差异，交替沉积的每一&CuCN层与每一 &CN层之间的位错运动在二膜层的界面处而停止，位错的塞积可产生硬化现象及抑制膜层的变形，从而使得所述纳米复合层的硬度及韧性进一步得到显著的提高。所述的被覆件在基体与沉积层之间设置一结合层，可有效提高涂层与基体之间的结合力。所述涂层的硬度、韧性的提高及涂层与基体之间结合力的增强，可显著地提高所述涂层的耐磨性。附图说明图1为本专利技术一较佳实施例的涂层的剖视图；图2为本专利技术一较佳实施例的被覆件的剖视图；图3为本专利技术一较佳实施例的被覆件的制备方法的流程图。主要元件符号说明基体10结合层20涂层30纳米复合层 31ZrCuCN B311ZrCN B313颜色层33被覆件40具体实施例方式请参阅图1，本专利技术一较佳实施例的涂层30包括一纳米复合层31。该纳米复合层 31包括若干碳氮化锆铜arCuCN)层311和若干碳氮化锆(ZrCN)层313，所述若干^CuCN 层311和若干&CN层313交替排布。所述若干^CuCN层311及若干&CN层313可通过磁控溅射的方法制成。该若干 ^CuCN层311及若干&CN层313的层数分别为50 60层。每一 ZrCuCN层311的厚度为10 20nm，每一 &CN层313的厚度为10 20nm。 所述纳米复合层31的总厚度为1 4 μ m。可以理解的，所述涂层30还可包括于该纳米复合层31的表面上镀覆的一颜色层 33，以增强该涂层30的美观性。请参阅图2，本专利技术一较佳实施例的被覆件40包括一基体10、形成于该基体10的一结合层20及形成于该结合层20上的所述涂层30。该基体10的材质可以为高速钢、硬质合金及不锈钢等。该被覆件40可以为各类切削刀具、精密量具、模具、3C电子产品外壳及各种建筑装饰件等。该结合层20为一锆铜(&Cu)层，其厚度为0. 05 0. 2 μ m，优选为0. 1 μ m。该结合层20通过磁控溅射法沉积形成。该结合层20的化学稳定性与热膨胀系数介于基体10 与涂层30之间，因而可有效提高涂层30与基体10之间的结合力。请进一步参见图3，该被覆件40的方法主要包括如下步骤Sl 提供一基体 10。所述基体10的材质可以为高速钢、硬质合金、金属陶瓷及烧结金刚石等。S2 对该基体10进行前处理。将基体10放入盛装有乙醇及/或丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗，以除去基体10表面的杂质和油污等。清洗完毕后烘干备用。对经上述处理后的基体10的表面进行氩气等离子体清洗，以进一步去除基体10 表面的油污，以及改善基体10表面与后续涂层的结合力。该等离子体清洗的具体操作及工艺参数为将基体10固定于一磁控溅射镀膜机的镀膜室的转架上，抽真空该镀膜室的真空度至8. OX 10_3Pa，以300 600sCCm(标准状态毫升/分钟)的流量向镀膜室内通入纯度为99. 999%的氩气，并施加-300 -800V的偏压于基体10，对基体10表面进行等离子清洗，清洗时间为3 lOmin。S3 于该基体10上形成一结合层20。该结合层20为一层。在对基体10进行等离子体清洗后，调节氩气流量至100 300sCCm，优选为 150sccm ；设置所述转架的公转速度为0. 5 4rpm(revolution per minute，转/分钟)，优选3rpm;开启一安装于所述磁控溅射镀膜机的镀膜室内的锆铜合金靶的电源，设置该电源的功率为7 llkw，优选为IOkw ；对基体施加-100 -300V的偏压，沉积结合层20。沉积该结合层20的时间为20 60min。所述锆铜合金靶中&的质量百分含量为30 70%。S4 于该结合层20上形成一纳米复合层31。该纳米复合层31由若干&CuCN层 311和若干&CN层313交替沉积形成。形成所述结合层20后，向镀膜室中通入流量为10 200sCCm的纯度为99. 999% 的氮气及流量为10 300SCCm的纯度为99. 8%的乙炔气体，加热镀膜室至100 200°C， 以沉积所述纳米复合层31。沉积该纳米复合层31时，交替开启所述锆铜合金靶及一锆靶， 以于结合层20上交替沉积若干^CuCN层311和若干&CN层313。所述锆铜合金靶及锆靶的电源功率设置为7 llkw。沉积该纳米复合层31的时间为30 120min。关闭负偏压、锆铜合金靶及锆靶电源，停止通入氩气、氮气及乙炔气体，待所述纳米复合层31冷却后，向镀膜内通入空气，打开镀膜室门，取出镀覆有结合层20及纳米复合层31的基体10。可以理解的，制备所述被覆件40的方法还可包括在该纳米复合层31的表面镀覆一颜色层33，以增强被覆件40的美观性。本专利技术在形成^CuCN层311时，选择锆铜合金作为靶材，以氮气及乙炔气体作为反应性气体，由于Cu与ττ不能形成固溶体，且Cu不易与氮气反应，沉积过程中氮气中的N 原子优先与ττ原子形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种涂层，该涂层包括一纳米复合层，其特征在于：该纳米复合层包括若干ＺｒＣｕＣＮ层和若干ＺｒＣＮ层，所述若干ＺｒＣｕＣＮ层和若干ＺｒＣＮ层交替排布。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张新倍，陈文荣，蒋焕梧，陈正士，马闯，
申请(专利权)人：鸿富锦精密工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94