复合构件及其制备方法与流程

    技术2025-12-11  2


    本申请涉及金属切削加工用刀具涂层,更具体地,涉及复合构件及其制备方法。


    背景技术:

    1、金属切削加工用刀具通常采用涂层材料进行防护,提高刀具的使用寿命和加工效率;但是目前的涂层的强韧性、耐磨及耐高温一体化性能仍需进一步提升。


    技术实现思路

    1、本申请提供一种复合构件及其制备方法,能够综合改善涂层的强韧性、耐磨及耐高温一体化性能。

    2、本申请第一方面提供了一种复合构件,复合构件包括基体和涂层,涂层包括至少一层铝钼氮层和至少一层钛硅氮层,所述钛硅氮层设置于所述基体的表面,所述钛硅氮层和所述铝钼氮层沿所述涂层的厚度方向交替层叠设置,且所述铝钼氮层位于所述涂层的最外侧。

    3、在一些实施方式中,所述铝钼氮层包括按原子比含量组成为alxmo1-xnz的材料,al原子百分比x为0.5~0.95,mo原子百分比1-x为0.05~0.5,n原子化学计量比变化范围z为0.5~1。

    4、在一些实施方式中,所述钛硅氮层包括按原子比含量组成为tiysi1-ynz的材料,ti原子百分比y为0.8~0.95,si原子百分比1-y为0.05~0.2;n原子化学计量比变化范围z为0.5~1。

    5、在一些实施方式中,所述钛硅氮层为多层,由所述基体指向所述涂层的方向上,所述钛硅氮层的厚度逐渐减小。

    6、在一些实施方式中,所述铝钼氮层为多层,由所述基体指向所述涂层的方向上,所述铝钼氮层的厚度逐渐增大。

    7、在一些实施方式中,所述铝钼氮层的厚度大于等于0.001μm且小于5μm。

    8、在一些实施方式中,所述钛硅氮层的厚度大于等于0.001μm且小于5μm。

    9、在一些实施方式中,所述涂层的厚度为0.5μm至5μm。

    10、在一些实施方式中,所述基体包括硬质合金、不锈钢和金属陶瓷中的至少一种。

    11、在一些实施方式中,所述涂层的硬度为35gpa~40gpa。

    12、在一些实施方式中,所述涂层的弹性模量为430gpa~490gpa。

    13、在一些实施方式中,所述涂层的h3/e*2值为0.25gp~0.30gp。

    14、本申请第二方面提供了一种复合构件的制备方法,其特征在于,

    15、提供基体;

    16、采用物理气相沉积法在所述基体上沉积涂层。

    17、在一些实施方式中,所述采用物理气相沉积法在所述基体上沉积涂层的步骤,包括:

    18、采用物理气相沉积法交替沉积钛硅氮层和铝钼氮层,其中,工作气体为氩气与氮气,控制沉积炉内的总工作气压不变,逐渐增加氩气ar和氮气n2气体流量比,逐渐降低n2气体流量,并依次增加tisi靶材的弧源电流,降低almo靶材的弧源电流,以逐渐增加钛硅氮层的厚度,降低铝钼氮层的厚度。

    19、在一些实施方式中,所述物理气相沉积法为阴极弧离子镀技术,沉积工艺参数为基体偏压为30~120 v,tisi靶材弧源电流为100~240 a, almo靶材的弧源电流为240~100a,工作气体压力为0.5~5 pa。



    技术特征:

    1.一种复合构件,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的复合构件,其特征在于,所述铝钼氮层包括按原子比含量组成为alxmo1-xnz的材料,al原子百分比x为0.5~0.95,mo原子百分比1-x为0.05~0.5,n原子化学计量比变化范围z为0.5~1;和/或

    3.根据权利要求1所述的复合构件,其特征在于,

    4.根据权利要求1所述的复合构件,其特征在于,

    5.根据权利要求4所述的复合构件,其特征在于,所述涂层的厚度为0.5μm至5μm。

    6.根据权利要求1所述的复合构件,其特征在于,所述基体包括硬质合金、不锈钢和金属陶瓷中的至少一种。

    7.根据权利要求1所述的复合构件,其特征在于,

    8.一种如权利要求1至7中任一项所述复合构件的制备方法,其特征在于,包括:

    9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述采用物理气相沉积法在所述基体上沉积涂层的步骤,包括:

    10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述物理气相沉积法为阴极弧离子镀技术,沉积工艺参数为基体偏压为30~120 v,tisi靶材弧源电流为100~240 a, almo靶材的弧源电流为240~100a,工作气体压力为0.5~5 pa。


    技术总结
    本申请涉及一种复合构件及其制备方法,复合构件包括基体和涂层,涂层包括至少一层铝钼氮层和至少一层钛硅氮层,所述钛硅氮层设置于所述基体的表面,所述钛硅氮层和所述铝钼氮层沿所述涂层的厚度方向交替层叠设置,且所述铝钼氮层位于所述涂层的最外侧。本申请能够综合改善涂层的强韧性、耐磨及耐高温一体化性能。

    技术研发人员:唐瑜
    受保护的技术使用者:湖南唐力新材料科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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