1.一種高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層,其特征在于,包括AlTiN過渡層、CrAlSiN支撐層和CrAlSiON功能層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層,其特征在于,所述AlTiN過渡層中各元素的原子百分比含量為:Al:25~35at.%,Ti:15~20at.%,N:25~45at.%;所述CrAlSiN支撐層中各元素的原子百分比含量為:Al:25~30at.%,Cr:20~25at.%,Si:1~10at.%,N:45~50at.%;所述CrAlSiON功能層中各元素的原子百分比含量為:Al:20~35at.%,Cr:10~20at.%,Si:2~12at.%,O:5~43at.%,N:10~53at.%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層,其特征在于,所述AlTiN過渡層、CrAlSiN支撐層和CrAlSiON功能層的厚度分別為1.5~3.5μm、0.5~2.5μm和0.5~2.5μm。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,包括如下具體步驟:
S1.金屬基體清洗:將金屬基體拋光處理,然后先后用丙酮和酒精超聲清洗10~20min,再用氮氣吹干后裝入真空室內(nèi);
S2.Ar和金屬離子轟擊:打開加熱器升溫至300~500℃,將真空室抽真空至真空度1.0~8.0×10-3Pa以下;然后通入200~300sccm的Ar氣,設(shè)置工件支架偏壓-800~-1000V,對金屬基體表面進(jìn)行濺射清洗,轟擊時間10~20min;再將偏壓降至-600~-800V,點燃AlTi靶,靶材電流60~150A,用高能Al離子和Ti離子轟擊金屬基體3~15min;
S3.沉積AlTiN過渡層:采用電弧離子鍍法,將偏壓調(diào)至-100~-200V,通入200~300sccm的N2氣,調(diào)節(jié)氣壓至1.0~3.0Pa,點燃AlTi靶,沉積AlTiN過渡層15~40min;
S4.沉積CrAlSiN支撐層:采用電弧離子鍍法,通入N2,控制氣壓在1.0~3.0Pa,點燃CrAlSi靶,靶材電流60~150A,偏壓-60~-150V,沉積1~2h;
S5.沉積CrAlSiON功能層:采用電弧離子鍍法,通入O2,控制氣壓在1.0~3.0Pa,點燃CrAlSi靶,靶材電流60~150A,偏壓-60~-150V,沉積1~2h;
S6.關(guān)閉電弧電源,待真空室溫度降至室溫,打開真空室取出金屬基體,在金屬基體表面形成的涂層,即為高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟S1、S2和S6中所述金屬基體為硬質(zhì)合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高性能CrAlSiON基納米復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,所述高能Al離子和Ti離子為在偏壓-600~-800時得到的高能Al離子和Ti離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟S2和S3中所述AlTi靶的各元素原子百分比為Al:55~70at.%,Ti:20~35at.%。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟S4和S5中所述CrAlSi靶的各元素原子百分比為Al:20~35at.%,Cr:55~70at.%,Si:5~20at.%。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高溫耐磨CrAlSiON基納米復(fù)合涂層的制備方法,其特征在于,步驟S4中所述N2占反應(yīng)氣體N2和O2總和的75~98%,步驟S5中所述O2占反應(yīng)氣體N2和O2總和的2~25%。
10.權(quán)利要求1-3任一項所述的CrAlSiON基納米復(fù)合涂層在刀具和表面防護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用。