【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及刀具涂層領(lǐng)域，具體涉及一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉蛹捌渲苽浞椒ê蛻?/a>。
技術(shù)介紹
1、過渡族金屬的氮化物由于具有熔點高、硬度高、熱穩(wěn)定性好、抗腐蝕性和抗氧化性好等特點，被廣泛用作刀具表面的強化材料，以提高其基體的表面性能。根據(jù)氮化物涂層的發(fā)展歷程可將其分為三代:第一代為單一的金屬氮化物涂層，如人們熟知的tn涂層、crn涂層和zrn涂層。由于過渡族金屬的氮化物可在同類之間相互固溶，利用這種特性可以制備復合型的氮化物涂層，即以tin為基體，加入其他元素進一步形成合金，即第二代多元氮化物涂層，如(ti,ai)n涂層、(ti,zr)n涂層、(ti,a1,zr)n涂層和(ti,al,cr)n涂層。它們通過改善合金元素的構(gòu)成，成功地提高了涂層的熱硬性和耐高溫性能。
2、近年來，隨著工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，對硬質(zhì)涂層的硬度、耐磨性、抗氧化性、抗沖蝕性、抗腐蝕、抗崩裂性及與基體的結(jié)合強度等綜合性能提出越來越高的要求，這些改善的結(jié)果取決于硬質(zhì)涂層構(gòu)成的多元、多結(jié)構(gòu)、納米、梯度復合化，即第三代氮化物涂層。目前，如何對現(xiàn)有涂層的制備工藝進行改進，進而突破強度與韌性間的對立，獲得高硬度高韌性，同時具有良好結(jié)合力的軟硬兼?zhèn)渫繉樱潜绢I(lǐng)域亟待解決的一個技術(shù)難題。
3、在申請?zhí)枮?02310681051.4的中國專利中，通過在刀具基體與多層涂層之間設置韌性較好、硬度較低的粘結(jié)層提高涂層具有較高的結(jié)合強度，但過渡層單一，粘結(jié)層與周期復合層之間成分差異較大，存在熱膨脹系數(shù)差異，涂層使用過程中易崩裂性，過早失效；粘
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)設計開發(fā)了一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉樱緦＠夹g(shù)的專利技術(shù)目的是解決了現(xiàn)有刀具涂層耐磨損性能不強、抗沖蝕性能與耐崩裂性能較弱的問題。
2、本專利技術(shù)設計開發(fā)了一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ緦＠夹g(shù)的專利技術(shù)目的是在制備過程中通過涂層結(jié)構(gòu)設計與工藝參數(shù)調(diào)整得到寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉印?/p>
3、本專利技術(shù)設計開發(fā)了一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥膽茫緦＠夹g(shù)的專利技術(shù)目的是解決干切削刀具涂層的應用問題。
4、本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案為：
5、一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎㄈ缦虏襟E：
6、步驟一、將待鍍樣品清洗后置于鍍膜爐，抽真空后進行離子注入；
7、步驟二、調(diào)節(jié)氬氣流，保持真空態(tài)，打開ti靶電弧電源沉積軟層金屬ti后，關(guān)閉ti靶電弧電源；
8、步驟三、調(diào)節(jié)氮氣和氬氣流，保持真空態(tài)，打開tizralcrsimn靶電弧電源沉積硬層后，關(guān)閉tizralcrsimn靶電弧電源；
9、步驟四、調(diào)節(jié)氬氣流，保持真空態(tài)，打開zr靶電弧電源沉積軟層金屬zr后，關(guān)閉zr靶電弧電源；
10、步驟五、調(diào)節(jié)氮氣和氬氣流，保持真空態(tài)，打開tizralcrsimn靶電弧電源沉積硬層后，關(guān)閉tizralcrsimn靶電弧電源；
11、步驟六、重復操作所述步驟二至步驟五3～6個周期制備后進行后處理得到所述寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉印?/p>
12、優(yōu)選的是，在所述步驟一中，所述待鍍樣品清洗過程包括：將所述待鍍樣品分別浸沒在丙酮、去離子水和無水乙醇中分別超聲波清洗10～20min，并風干表面。
13、優(yōu)選的是，在所述步驟一中，抽真空至1.3×10-4pa進行離子注入，注入元素依次為zr、ti和n，注入能量為40kev～120kev，注入劑量均為0.5～2×1017ions·cm-2；其中，注入1×1017ions·cm-2時間為6h。
14、優(yōu)選的是，在所述步驟一中，zr離子注入?yún)?shù)均為：離子束能量120kev～80kev，2小時調(diào)節(jié)一次，注入不均勻性為5％，注入劑量0.5～2×1017ions·cm-2；
15、ti離子注入?yún)?shù)均為：離子束能量80kev～40kev，2小時調(diào)節(jié)一次，注入不均勻性為5％；注入劑量0.5～2×1017ions·cm-2；以及
16、n離子注入?yún)?shù)均為：離子束能量120kev～80kev，2小時調(diào)節(jié)一次，注入不均勻性為5％；注入劑量0.5～2×1017ions·cm-2。
17、優(yōu)選的是，在所述步驟二中，設置鍍膜轉(zhuǎn)速為2r/min～1r/min，待爐腔溫度至400～480℃，且真空度低于5.0×10-3pa后開始依次沉積鍍膜。
18、優(yōu)選的是，在所述步驟二中，真空保持至0.6～1.0pa，設置電流為90～120a，偏壓-50～-350v，持續(xù)10～20min；
19、在所述步驟三中，真空保持至2.4～3.6pa，氮氣和氬氣分壓比為1：2，設置電流為90～120a，偏壓-50～-100v，持續(xù)10～20min；
20、在所述步驟四中，真空保持至0.6～1.0pa，設置電流為130～160a，偏壓-50～-350v，持續(xù)10～20min；以及
21、在所述步驟五中，真空保本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢ㄈ缦虏襟E：
2.如權(quán)利要求1所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E一中，所述待鍍樣品清洗過程包括：將所述待鍍樣品分別浸沒在丙酮、去離子水和無水乙醇中分別超聲波清洗10～20min，并風干表面。
3.如權(quán)利要求1所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E一中，抽真空至1.3×10-4Pa進行離子注入，注入元素依次為Zr、Ti和N，注入能量為40keV～120keV，注入劑量均為0.5～2×1017ions·cm-2；其中，注入1×1017ions·cm-2時間為6h。
4.如權(quán)利要求2或3所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E一中，Zr離子注入?yún)?shù)均為：離子束能量120keV～80keV，2小時調(diào)節(jié)一次，注入不均勻性為5％，注入劑量0.5～2×1017ions·cm-2；
5.如權(quán)利要求4所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢?span style='display:none'>所述步驟二中，設置鍍膜轉(zhuǎn)速為2r/min～1r/min，待爐腔溫度至400～480℃，且真空度低于5.0×10-3Pa后開始依次沉積鍍膜。
6.如權(quán)利要求5所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E二中，真空保持至0.6～1.0Pa，設置電流為90～120A，偏壓-50～-350V，持續(xù)10～20min；
7.如權(quán)利要求6所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E二中，靶材選擇為Ti，純度99.99％；
8.如權(quán)利要求1-3、5-6中任一項所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E六中，所述后處理過程包括：采用鏡面噴砂設備對鍍膜后試樣進行后處理，磨料為摻雜鉆石微粉的彈性軟磨料，噴砂壓力0.3～0.6Pa，噴砂角度為45°，噴砂時間為30s。
9.一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉樱涮卣髟谟冢褂萌鐧?quán)利要求1-8中任一項所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ㄖ苽涞玫剑鰧挏赜蚋咝阅芨呓Y(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉影ㄒ来纬练e的沉積軟層金屬Ti、沉積硬層、沉積軟層金屬Zr和沉積硬層；
10.一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉釉诟汕邢鞯毒叩膽茫涮卣髟谟冢褂萌鐧?quán)利要求9所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉印?/p>...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢ㄈ缦虏襟E：
2.如權(quán)利要求1所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E一中，所述待鍍樣品清洗過程包括：將所述待鍍樣品分別浸沒在丙酮、去離子水和無水乙醇中分別超聲波清洗10～20min，并風干表面。
3.如權(quán)利要求1所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E一中，抽真空至1.3×10-4pa進行離子注入，注入元素依次為zr、ti和n，注入能量為40kev～120kev，注入劑量均為0.5～2×1017ions·cm-2；其中，注入1×1017ions·cm-2時間為6h。
4.如權(quán)利要求2或3所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E一中，zr離子注入?yún)?shù)均為：離子束能量120kev～80kev，2小時調(diào)節(jié)一次，注入不均勻性為5％，注入劑量0.5～2×1017ions·cm-2；
5.如權(quán)利要求4所述的寬溫域高性能高結(jié)合力軟硬兼?zhèn)鋸秃贤繉拥闹苽浞椒ǎ涮卣髟谟冢谒霾襟E二中，設置鍍膜轉(zhuǎn)速為2r/min～1r/min，待爐腔溫度至400～480℃，且真空度低于5.0×1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉曙光，薛勇杰，邱維維，馬善意，劉悅，王非，孟暉，吳雙，
申請(專利權(quán))人：北京機械工業(yè)自動化研究所有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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