被覆件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种被覆件，该被覆件包括硬质基体、依次形成于该硬质基体上的过渡层、复合硬质层和抗氧化层，该过渡层为铬层，该复合硬质层氮化铬层和氮化铪层，该抗氧化层为氧化铝层。另外，本发明专利技术还提供了所述被覆件的制造方法，包括以下步骤：提供硬质基体；于该硬质基体上磁控溅射依次形成过渡层、复合硬质层和抗氧化层。利用上述方法制备的被覆件既具有高硬度又具有较佳抗氧化性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
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，对表面被覆件的性能提出了更高的要求。传统的单一 TiN被覆件在硬度、韧性等方面已经不能满足要求。 ZrN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ZrN薄膜在硬度、抗氧化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。又知，CrN是一种硬质薄膜材料，可作为超硬工具材料及表面保护材料。但由于CrN本身的硬度并不算很高(约18GPa)，使其在刀具或模具上的应用受到了限制，另外，上述ZrN或CrN硬质薄膜的抗氧化性效果不佳，镀覆于刀具或模具表面不能起到良好的抗氧化作用，容易导致薄膜的失效。
技术实现思路
鉴于此，有必要提供一种既具有高硬度又具有较佳抗氧化性能的被覆件。另外，还提供一种上述被覆件的制造方法。一种被覆件，该被覆件包括硬质基体，依次形成于该硬质基体上的过渡层、复合硬质层和抗氧化层，所述过渡层为铬层，所述复合硬质层包括依次形成于过渡层上的氮化铬层和氮化铪层，所述抗氧化层为氧化铝层。—种被覆件的制造方法，包括以下步骤提供一硬质基体；于该硬质基体的表面磁控溅射铬层；于该铬层上磁控溅射氮化铬层； 于该氮化铬层上磁控溅射氮化铪层；于该氮化铪层上磁控溅射氧化铝层。所述铬层对复合硬质层中的氮化铬层起到附着作用，其可很好地把硬质基体和复合硬质层更牢固地结合到一起。与此同时所述复合硬质层中依次形成的氮化铬层与氮化铪层的结合可是复合硬质层更稳固，主要是因为氮化铬层有较强的附着能力性能，同时作为最外层的氮化铪具其有与硬质基体较相近的热膨胀系数，因此界面处内应力小，从而使得其与氮化铬层的结合力更强、韧性更高，且氮化铪的热稳定性和化学稳定性都要优于其他的硬质层材料，所以，在被覆件上溅射依次溅射氮化铬和氮化铪层可显著提高了被覆件的硬度和膜层耐脱落性。最后，在该复合硬质层磁控溅射氧化铝层，其可以给上述的复合硬质层带来更好的抗氧化性能，从而延长了产品的使用寿命。附图 说明图I为本专利技术较佳实施例的被覆件的剖视图；图2为制造图I中被覆件所用真空镀膜机的俯视示意图。主要元件符号说明被覆件10硬质基体11过渡层13复合硬质层 15氮化铬层151氮化铪层153抗氧化层17镀膜机100镀膜室20真空泵 30轨迹21铬靶22铝靶23气源通道 2具体实施例方式请参阅附图说明图1，本专利技术一较佳实施例的被覆件10包括一硬质基体11，及依次形成于该硬质基体11上的过渡层13、复合硬质层15及抗氧化层17。该过渡层13为铬层。该复合硬质层15包括依次形成于硬质基体11上的氮化铬层151和氮化铪层153。该氮化铬层151和氮化铪层153可通过磁控溅射的方式形成。该抗氧化层17为氧化铝层。本实施例中，该复合硬质层15的厚度为3 7iim。该硬质基体11的材质可以为高速钢、硬质合金及不锈钢等硬质金属。本实施例中的被覆件10可为各类切削刀具、精密量具或模具。制作所述被覆件10的方法主要包括如下步骤提供硬质基体11。对该硬质基体11进行前处理。将所述硬质基体11放入盛装有乙醇或丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗，以除去硬质基体11表面的杂质和油污。清洗完毕后烘干备用。对经上述处理后的硬质基体11的表面进行氩气等离子清洗，进一步去除硬质基体11表面的油污，以改善硬质基体11表面与后续涂层的结合力。提供一镀膜机100，镀膜机100包括一镀膜室20及一用于对该镀膜室20抽真空的真空泵30，该镀膜室20内设有转架(未图示)，将硬质基体11固定于转架上，转架带动硬质基体11沿圆形轨迹21公转，且硬质基体11在沿轨迹21公转时亦自转。在该镀膜室20侧壁上各安装铬靶22、铝靶23，并且铬靶22、铝靶23两者关于轨迹21的中心相对称。在铬靶22、铝靶23的两端设有气源通道24，气体经由该气源通道24吹出轰击铬靶22、铝靶23的表面，以使铬靶22、铝靶23表面溅射出粒子。当硬质基体11分别通过铬靶22、铝靶23时，将镀上铬靶22、铝靶23表面溅射的粒子。该等离子清洗的具体操作及工艺参数可为对该镀膜室20进行抽真空处理至真空度为8. OX 10_3Pa，以300 500sCCm(标准状态毫升/分钟)的流量向镀膜室20内通入纯度为99. 999%的氩气(工作气体)，于硬质基体11上施加-300 -800V的偏压，在所述镀膜室20中形成高频电压，使所述氩气离子化而产生氩气等离子体对硬质基体11的表面进行物理轰击，而达到对硬质基体11表面清洗的目的。所述氩气等离子体清洗的时间为3 IOmin0在对硬质基体11进行等离子清洗后，于该硬质基体11上形成所述过渡层13。形成该过渡层13的具体操作及工艺参数如下以氩气为工作气体，调节氩气流量为100 300sccm，于硬质基体11上施加-50 -200V的偏压，设置偏压的占空比为30% 80%，并加热镀膜室20至100 150°C，以铬靶22为靶材，设置其功率为8 13kw，沉积过渡层13。该过渡层为一铬层。沉积该过渡层13的时间为10 30min。于该过渡层13上形成复合硬质层15。首先形成所述复合硬质层15中的氮化铬层151。形成该氮化铬层151的具体操作及工艺参数如下以氩气为工作气体，调节氩气流量为100 300sccm，通入流量为10 70sccm的反应气体氮气，于硬质基体11上施加-50 -200V的偏压，设置偏压的占空比为30% 80%，并加热镀膜室20至100 1500C ;开启铬靶22，设置其功率为I 3kw，沉积氮化铬层151。沉积该氮化铬层151的时间为10 30min。于该氮化铬层151上形成氮化铪层153，具体操作及工艺参数如下以氩气为工作气体，向所述镀膜室20中通入流量为10 70sccm的反应气体氮气，以铪靶23为靶材，设置铪靶23的功率为I 4KW，施加于硬质基体11的偏压为-100 -300V，设置偏压的占空比为30% 80%，氮气流量为10 70SCCm，溅射温度为100 200°C，沉积所述氮化铪层153。沉积该氮化铪层153的时间为60 90min。所述铬层13对复合硬质层15中的氮化铬层153起到增强附着的作用。复合硬质层15中作为最外层的氮化155具有与硬质基体11较相近的热膨胀系数，因此界面处内应力小，从而使得其与氮化铬层153的结合力更强、韧性更高,且氮化155的热稳定性和化学稳定性都要优于其他的硬质层材料，所以，在被覆件10上依次溅射氮化铬153和氮化155层可显著提高被覆件10的硬度。于该复合硬质层15上形成抗氧化层17，其具体操作及工艺参数如下以氩气为工作气体，设置氩气流量为100 200SCCm，以氧气为反应气体，设置氧气流量为150 200sccm，对硬质基体11施加-50 -100V的偏压，设置偏压的占空比为30% 50%，并加热镀膜室至100 150°C;开启铝靶22，设置其功率为8 13kw，沉积氧化铝层17。沉积氧化铝层17的时间为30 60min。控制氧化铝层17的厚度为0. 5 I. 0 y m。被覆件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，杜艳娜，
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：