本實(shí)用新型屬于鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有涂層的硬質(zhì)合金件。

背景技術(shù)：

硬質(zhì)合金刀具在硬度、強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性上雖有“工業(yè)牙齒”之美譽(yù)，但在長期的服役過程中，無法很好的滿足當(dāng)今機(jī)械加工工業(yè)高精度、高速切削以及低成本等要求，特別是對其硬度、強(qiáng)度和耐磨性提出了更高的要求。為了解決上述硬質(zhì)合金刀具材料的矛盾，業(yè)內(nèi)廣泛采用的方法是在硬質(zhì)合金刀具基體上涂覆上一層或者多層高硬度、高耐磨損性能的材料，比如TiC、TiN、 TiB₂、TiAlN等涂層。這些過渡金屬類涂層通常具有高的熔點(diǎn)、硬度、化學(xué)穩(wěn)定性以及良好的導(dǎo)熱與導(dǎo)電等性能，可以滿足硬質(zhì)合金刀具的應(yīng)用需求。

硬質(zhì)合金刀具在制備上述涂層之前，需要對其進(jìn)行一定的預(yù)處理，以去除灰塵、油漬、雜質(zhì)離子以及氧化膜等，以提高膜層對基體的膜基結(jié)合強(qiáng)度。通常的做法是對硬質(zhì)合金基體進(jìn)行噴砂處理，同時(shí)達(dá)到清潔表面和適當(dāng)提高基體表面粗糙度的目的，提高膜基結(jié)合強(qiáng)度。然而，噴砂處理硬質(zhì)合金基體，既對噴砂機(jī)的要求較高，增加了前處理的成本，而且硬質(zhì)合金刀具表層存在的鐵銹、微生物、油漬等頑固污染物難以徹底清除，同時(shí)還會存在殘留砂漿，嚴(yán)重影響后續(xù)涂層沉積，膜基結(jié)合強(qiáng)度難以保證，影響生產(chǎn)效率，甚至導(dǎo)致次品。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種具有涂層的硬質(zhì)合金件，包括硬質(zhì)合金基體，以及設(shè)置所述基體上的涂層，所述涂層為過渡金屬硼化合物涂層或過渡金屬氮化合物涂層；所述基體在與靠近所述涂層處還設(shè)置有一基體腐蝕層，所述基體腐蝕層中包括多個(gè)腐蝕坑，所述涂層中的過渡金屬硼化合物或過渡金屬氮化合材料嵌合到所述腐蝕坑內(nèi)。該基體腐蝕層的存在，增加了基體表層的顯微粗糙度，有助于提高涂層的膜基結(jié)合強(qiáng)度。

第一方面，本實(shí)用新型提供了一種具有涂層的硬質(zhì)合金件的制備方法，包括以下步驟：

(1)提供預(yù)處理液，所述預(yù)處理液中，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組分：

鐵氰化鉀：10-30份；

強(qiáng)堿：10-30份；

水：40-80份；其中，所述強(qiáng)堿為氫氧化鉀和氫氧化鈉中的一種或兩種；

(2)將硬質(zhì)合金刀具基體置于所述預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理時(shí)間為 1-20min，得到帶基體腐蝕層的刀具基體；

(3)將上述帶基體腐蝕層的刀具基體依次置于水、丙酮、無水乙醇中進(jìn)行超聲清洗5-20min，并進(jìn)行干燥，得到干燥后的基體；

(4)將干燥后的基體置于涂層沉積設(shè)備中，在基體表面沉積過渡金屬硼化合物涂層或過渡金屬氮化合物涂層，得到帶涂層的硬質(zhì)合金刀具。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理液中，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組分：鐵氰化鉀：15-25 份；強(qiáng)堿：10-25份；水：60-80份。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理液中，鐵氰化鉀的濃度為0.40-1.5mol/L，強(qiáng)堿的濃度為2.32-6.0mol/L。(根據(jù)上述質(zhì)量比(鐵氰化鉀或KOH與水的質(zhì)量比范圍為 0.125-0.75)，知道兩者摩爾濃度的范圍分別是0.38-2.28，2.32-13mol/L)

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述預(yù)處理液中，鐵氰化鉀的濃度為0.4-0.9mol/L。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述預(yù)處理液中，強(qiáng)堿的濃度為3.0-6.0mol/L。

優(yōu)選地，所述預(yù)處理的時(shí)間為3-12min。進(jìn)一步優(yōu)選為4-6min。本申請中，所述預(yù)處理的時(shí)間可以為2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、 16、17、18或19min。所述預(yù)處理的時(shí)間可根據(jù)預(yù)處理液的具體成分以及所期望的基體腐蝕層的厚度來決定。

優(yōu)選地，所述硬質(zhì)合金工具基體可以是以高硬度難熔的金屬碳化物(碳化鎢、碳化鈦、)微米級粉末為主要成分，以鈷、鎳或鉬為粘結(jié)劑燒結(jié)成的粉末冶金制品，鈷在硬質(zhì)合金中的質(zhì)量含量一般為6wt.％-10wt.％。

在本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述硬質(zhì)合金工具基體的材質(zhì)為WC-Co。

在所述硬質(zhì)合金工具基體中，在未經(jīng)上述預(yù)處理處理之前，基體表層只有金屬碳化物，表層以下為金屬碳化物和粘結(jié)劑構(gòu)成的粘結(jié)相。

當(dāng)所述硬質(zhì)合金基體經(jīng)過上述預(yù)處理液處理后，鐵氰化鉀和強(qiáng)堿協(xié)同作用于硬質(zhì)合金基體表面，與基體表層中的金屬碳化物(例如WC)反應(yīng)，腐蝕其表面，露出表層下面中的粘結(jié)劑；而粘結(jié)劑(鈷、鎳或鉬)相對較穩(wěn)定，幾乎不與上述預(yù)處理液反應(yīng)。如果是單獨(dú)的強(qiáng)堿溶液，則不與金屬碳化物反應(yīng)，需要有鐵氰化鉀的配合協(xié)同作用，鐵氰化鉀起到了催化劑的作用，促使整個(gè)反應(yīng)的進(jìn)行。

金屬碳化物(例如碳化鎢WC)與上述預(yù)處理液的反應(yīng)原理如下：

KOH→K⁺¹+OH^-；K₃[Fe(CN)₆]→K⁺+[Fe(CN)6]^3-；

WC+OH^-+[Fe(CN)6]^3-→WO₃²⁺+[Fe(CN)6]^3-+CO₂+H₂O

優(yōu)選地，所述基體腐蝕層相對于所述硬質(zhì)合金基體而言，金屬和碳的含量變低，鈷、鎳或鉬的含量增加。其中，所述金屬元素為鎢、鈦、鉻和鍺中的一種或多種。

優(yōu)選地，當(dāng)所述硬質(zhì)合金基體為鎢鈷類硬質(zhì)合金(WC-Co)時(shí)，自所述基體的底部向所述基體腐蝕層的方向上，所述基體中的鎢元素和碳元素的含量變低，鈷元素的含量增加。所述基體腐蝕層中具有裸露的鈷Co晶粒，增加了基體的粗糙度。

進(jìn)一步地，當(dāng)所述硬質(zhì)合金基體為鎢鈷類硬質(zhì)合金(WC-Co)時(shí)，所述基體腐蝕層中，鈷元素的質(zhì)量含量為5-25％，鎢元素的質(zhì)量含量為60-90％，碳元素的質(zhì)量含量為0.5-15％。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述基體腐蝕層中，碳元素的質(zhì)量含量為5-10％。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述基體腐蝕層中，鎢元素的質(zhì)量含量為75-90％。

優(yōu)選地，所述基體腐蝕層的粗糙度Ra為0.8-1.0μm。

優(yōu)選地，以GCr15作為摩擦副，所述基體腐蝕層在10N的載荷下的摩擦系數(shù)為0.3-0.4。所述基體腐蝕層的存在，增加了基體的粗糙度，有助于后期制備涂層時(shí)，涂層在基體腐蝕層的粘附性，并提高涂層的膜基結(jié)合強(qiáng)度。

優(yōu)選地，所述基體腐蝕層的厚度為50-100nm。

優(yōu)選地，步驟(3)中，在水中的超聲清洗時(shí)間為5-10min；在丙酮中的超聲清洗時(shí)間為10-15min；在無水乙醇中的超聲清洗時(shí)間為15-20min。

進(jìn)一步地，所述丙酮的質(zhì)量份數(shù)為50-120份。進(jìn)一步地，所述無水乙醇的質(zhì)量份數(shù)為60-100份。

優(yōu)選地，步驟(4)中，所述過渡金屬硼化合物涂層包括二硼化鈦TiB₂、二硼化鋯ZrB₂、二硼化釩VB₂、二硼化鈮NbB₂、二硼化鉭TaB₂、二硼化鉻CrB₂、二硼化鉬MoB₂和二硼化鎢WB₂中的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟(4)中，所述過渡金屬氮化合物涂層包括TiN、CrN、ZrN、 TiAlN和TiCN中的一種或多種。涂層的制備方法既可以采用PVD(物理氣相沉積)法制備，例如磁控濺射、電弧離子鍍等；也可以采用CVD(化學(xué)氣相沉積) 制備，如熱絲CVD，等離子體增強(qiáng)CVD(PECVD)等。

優(yōu)選地，步驟(4)中，所述涂層的厚度為0.1-3μm。進(jìn)一步地，為0.1-0.5 μm。

本發(fā)明第一方面提供的帶涂層的硬質(zhì)合金件的制備方法中，先通過所述預(yù)處理液對硬質(zhì)合金工具基體進(jìn)行處理，既有效地清除基體表面的油漬、氧化層、雜質(zhì)離子等頑固污染物，還形成了粗糙度較高的基體腐蝕層；之后在該基體腐蝕層上沉積過渡金屬硼化合物或過渡金屬氮化合物涂層，基于所述基體腐蝕層的連接作用，該涂層與基體的膜基結(jié)合強(qiáng)度高，不易從基體上剝落，提高了制得的具有涂層的硬質(zhì)合金件的使用壽命。該制備方法簡單易操作，無需采用昂貴的噴砂機(jī)設(shè)備，且對沉積涂層前基體上頑固污染物的清除較徹底。

第二方面，本發(fā)明提供了一種具有涂層的硬質(zhì)合金件，包括硬質(zhì)合金基體，以及設(shè)置所述基體上的涂層，所述涂層為過渡金屬硼化合物涂層或過渡金屬氮化合物涂層；所述基體在與靠近所述涂層處還設(shè)置有一基體腐蝕層，所述基體腐蝕層中包括多個(gè)腐蝕坑，所述涂層中的過渡金屬硼化合物或過渡金屬氮化合材料嵌合到所述腐蝕坑內(nèi)。

優(yōu)選地，所述基體腐蝕層的厚度為20-100nm。

優(yōu)選地，所述腐蝕坑的尺寸為300-600nm。

優(yōu)選地，所述基體腐蝕層的粗糙度Ra為0.8-1.0μm。

優(yōu)選地，以GCr15作為摩擦副，所述基體腐蝕層在10N的載荷下的摩擦系數(shù)為0.3-0.4。

優(yōu)選地，所述涂層的厚度為0.1-3μm。

進(jìn)一步地，所述涂層中，涂層中晶粒的大小為納米級別(即100納米以內(nèi))。具體地，過渡金屬硼化合物或過渡金屬氮化合物晶?？梢允?0-80nm，40-70nm。

優(yōu)選地，所述涂層在10gf載荷下的膜基結(jié)合硬度為20-40GPa。

本發(fā)明中，所述硬質(zhì)合金工具基體為以高硬度難熔的金屬碳化物(碳化鎢、碳化鈦)微米級粉末為主要成分，以鈷、鎳或鉬為粘結(jié)劑燒結(jié)成的粉末冶金制品。其中，所述金屬碳化物中的金屬元素為鎢、鈦、鉻和鍺中的一種或多種。所述基體腐蝕層相對于所述硬質(zhì)合金基體而言，金屬元素和碳的含量變低，鈷、鎳或鉬的含量增加。

本發(fā)明一實(shí)施方式中，所述硬質(zhì)合金基體為鎢鈷類硬質(zhì)合金(WC-Co。)。

優(yōu)選地，自所述基體的底部向所述基體腐蝕層的方向上，所述基體中的鎢元素和碳元素的含量變低，鈷元素的含量增加。所述含量是指質(zhì)量含量(％)。

本發(fā)明另一實(shí)施方式中，所述硬質(zhì)合金基體為鎢鈦鈷類硬質(zhì)合金(成份為碳化鎢、碳化鈦及鈷)。

優(yōu)選地，自所述基體的底部向所述基體腐蝕層的方向上，自所述基體的底部向所述基體腐蝕層的方向上，所述基體中的鎢元素、鈦元素以及碳元素的質(zhì)量含量變低，鈷元素的質(zhì)量含量增加。

本發(fā)明第三方面提供的具有涂層的硬質(zhì)合金件中，在硬質(zhì)合金基體上形成有粗糙度高的基體腐蝕層，并在該基體腐蝕層上形成有過渡金屬硼化合物或過渡金屬氮化合物涂層，基于所述基體腐蝕層的連接作用，該涂層與基體的膜基結(jié)合強(qiáng)度高，不易從基體上剝落，提高了制得的具有涂層的硬質(zhì)合金件的使用壽命。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)將會在下面的說明書中部分闡明，一部分根據(jù)說明書是顯而易見的，或者可以通過本實(shí)用新型實(shí)施例的實(shí)施而獲知。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中具有涂層的硬質(zhì)合金件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中101 為未與所述預(yù)處理液反應(yīng)的硬質(zhì)合金基體，102為基體腐蝕層，103為過渡金屬硼化合物或過渡金屬氮化合物涂層；

圖2為對比實(shí)施例1制得的帶TiB₂涂層的硬質(zhì)合金刀具的洛氏壓痕試驗(yàn)結(jié)果；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1制得的帶TiB₂涂層的硬質(zhì)合金刀具的洛氏壓痕試驗(yàn)結(jié)果；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1中的硬質(zhì)合金基體在經(jīng)所述預(yù)處理液進(jìn)行處理之前(A)和處理之后(B)的掃描電鏡照片。

具體實(shí)施方式

下面將對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。以下所述是本實(shí)用新型實(shí)施例的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型實(shí)施例原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也視為本實(shí)用新型實(shí)施例的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例1中以在硬質(zhì)合金刀具上采用PVD法(物理氣相沉積)制備TiB₂涂層為例進(jìn)行介紹，采用如下步驟進(jìn)行：

(1)配制預(yù)處理液，所述預(yù)處理液按如下質(zhì)量份數(shù)的各組分組成：

六氰合鐵酸鉀(鐵氰化鉀，K₃(Fe(CN)₆))：20份；

氫氧化鉀：25份；

去離子水：80份。其中，所述預(yù)處理液中，鐵氰化鉀的濃度為0.76mol/L，強(qiáng)堿的濃度為5.58mol/L。

以國內(nèi)市場上出售的YG6(WC-6％Co)硬質(zhì)合微型銑刀作為基體，將其置于上述預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理5min，得到帶基體腐蝕層的刀具基體，其中，該基體腐蝕層的厚度為80nm；

(2)將步驟(1)所得基體先置于80份的去離子水中進(jìn)行超聲清洗10min，烘干后，再置于60份的丙酮中超聲清洗10min，待其烘干后，再置于65份的無水乙醇中超聲清洗15min；最后用氮?dú)獯蹈晒ぜ缓蠓湃?20℃的鼓風(fēng)干燥箱烘干；

(3)在干燥后的刀具基體表面采用PVD法沉積厚度為25μm的TiB₂涂層，得到帶TiB₂涂層的硬質(zhì)合金刀具，具體過程如下：

3-a)將基體置于離子源/電弧離子鍍復(fù)合鍍膜設(shè)備的轉(zhuǎn)架上；關(guān)閉真空室門，進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到3.0×10^-3Pa時(shí)，開始進(jìn)行輝光清洗；

3-b)輝光清洗：開啟氬氣瓶主閥，減壓閥、離子源閥、弧閥和靶閥，通入氬氣，氬氣流量500sccm，工作壓強(qiáng)為1.2Pa，基底偏壓-800V，對基底進(jìn)行輝光清洗，清洗時(shí)間為30min；

3-c)離子刻蝕清洗：輝光清洗結(jié)束后，用離子源對樣品進(jìn)行清洗，離子源電壓為75V，氬氣流量200sccm，工作壓強(qiáng)0.5Pa，基底偏壓為300V；清洗時(shí)間30min；

3-d)TiB₂涂層的沉積：待離子刻蝕清洗結(jié)束后，通氬氣，流量為200sccm, 調(diào)節(jié)真空室壓強(qiáng)為1.0Pa，開啟TiB₂電弧靶，靶電流為80A，基底偏壓為100V進(jìn)行TiB₂涂層的沉積，沉積時(shí)間為25min；

3-e)涂層沉積結(jié)束后，關(guān)閉離子源電源、偏壓電源，再關(guān)閉氣體質(zhì)量流量計(jì)與相應(yīng)閥開關(guān)；當(dāng)爐內(nèi)溫度降到100℃以下后，關(guān)閉高閥，打開放氣閥，待真空室內(nèi)壓強(qiáng)與外界氣壓一致時(shí)，打開真空室門，最后將樣品取出。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中具有涂層的硬質(zhì)合金件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中101 為未與所述預(yù)處理液反應(yīng)的硬質(zhì)合金基體，102為基體腐蝕層，103為過渡金屬硼化合物或過渡金屬氮化合物涂層。102層的厚度為80nm，103層的厚度為25 μm。

圖4為本實(shí)施例中的硬質(zhì)合金基體在經(jīng)所述預(yù)處理液進(jìn)行處理之前(A)和處理之后(B)的掃描電鏡照片。從圖4可以看出，腐蝕后，基體的粗糙度明顯增加。

對圖4(A)中方框所圈出的原始硬質(zhì)合金基體的黑色區(qū)域、圓形所圈出的白色區(qū)域分別進(jìn)行EDS元素分析，其結(jié)果分別如下表1、表2所示：

表1黑色區(qū)域

表2白色區(qū)域

而該黑色區(qū)域在經(jīng)過所述預(yù)處理液處理后，該區(qū)域的元素全部變成了Co。而白色區(qū)域在經(jīng)過所述預(yù)處理液處理后，仍然為100％的W。而保護(hù)該方框和該圓形的黑白色區(qū)域的EDS分析顯示，其在腐蝕前，W和C的重量濃度分別為 97.69％、2.31％，原子濃度分別為73.43％和26.57％。而黑白區(qū)域在腐蝕后，其W、C和Co的重量濃度分別為89.89％、0.81％和9.30％，其W、C和Co的原子濃度分別為68.46％、9.44％和22.10％。以上元素分析的結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了YG6 硬質(zhì)合金基體中的WC被所述預(yù)處理液所腐蝕，露出基體表層下面的Co，增加了基體的粗糙度。

采用洛氏壓痕法對本實(shí)施例1制得的帶TiB₂涂層的硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行測試，其結(jié)果如圖2所示。圖2的洛氏壓痕試驗(yàn)表明，涂層的膜基結(jié)合強(qiáng)度可以達(dá)到 HF1級(即有裂紋，不斷裂)。測得涂層的膜/基結(jié)合強(qiáng)度能達(dá)(劃痕結(jié)合力) 為30N，10gf載荷下表面復(fù)合硬度達(dá)40GPa。

本實(shí)施例中所得基體腐蝕層的粗糙度Ra為0.85μm；所述基體腐蝕層在10 N的載荷下的摩擦系數(shù)為0.35。

為突出本實(shí)用新型的有益效果，還提供了以常規(guī)噴砂處理的方法對刀具基體進(jìn)行處理，并制備TiB₂涂層的對比實(shí)施例1，包括以下步驟：

以國內(nèi)市場上出售的YG6(WC-6％Co)硬質(zhì)合微型銑刀作為基體，將其進(jìn)行噴砂預(yù)處理，噴注壓強(qiáng)300kPa，碳化硅砂粒度300目，之后分別在100mL去離子水中超聲清洗10min、在40mL的丙酮中超聲清洗10min和在50mL的酒精中中超聲清洗15min；之后用氮?dú)獯蹈晒ぜ?/p>

在干燥后的刀具基體表面采用PVD法沉積與上述實(shí)施例1具有相同厚度的 TiB₂涂層。

圖3為對比實(shí)施例1所得帶TiB₂涂層的硬質(zhì)合金刀具的洛氏壓痕試驗(yàn)結(jié)果。從圖3可以看出，經(jīng)過本實(shí)用新型的前處理工藝處理的YG6硬質(zhì)合金的TiB₂涂層的壓痕裂紋少，且壓痕完整，而未按照本實(shí)用新型的前處理工藝處理的YG6 硬質(zhì)合金的TiB₂涂層的壓痕裂紋多，且壓痕不完整，這說明本實(shí)用新型的前處理工藝能夠提高涂層的膜基結(jié)合強(qiáng)度。

以上對比說明，本實(shí)用新型提供的工件基體的處理方法，既有效地清除基體表面的油漬、氧化層、雜質(zhì)離子等頑固污染物，還有助于在基體上形成有粗糙度高的基體腐蝕層，在該基體腐蝕層上制備過渡金屬硼化合物涂層時(shí)，基于所述基體腐蝕層的作用，涂層不易從基體上剝落，顯著提高了涂層在工件基體上的膜基結(jié)合強(qiáng)度高，可以提高工件的使用壽命。

實(shí)施例2

本實(shí)施例2中以在硬質(zhì)合金刀具上采用PVD制備TiN涂層為例進(jìn)行介紹，采用如下步驟進(jìn)行：

(1)配制預(yù)處理液，所述預(yù)處理液按如下質(zhì)量份數(shù)的各組分組成：

六氰合鐵酸鉀：10份；

氫氧化鉀：10份；

去離子水：75份。其中，所述預(yù)處理液中，鐵氰化鉀的濃度為0.40mol/L，強(qiáng)堿的濃度為3.33mol/L。

以國內(nèi)市場上出售的YG8(WC-8％Co)硬質(zhì)合微型銑刀作為基體，將其置于上述預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理6min，得到帶基體腐蝕層的刀具基體，其中，該基體腐蝕層的厚度為85nm，該基體腐蝕層的粗糙度Ra為0.9μm，所述基體腐蝕層在10N的載荷下的摩擦系數(shù)為0.38；該基體腐蝕層中鈷的質(zhì)量含量為24.2％，鎢的質(zhì)量含量為65.32％，碳元素的質(zhì)量含量為10.48％；

(2)將步驟(1)所得基體先置于50份的去離子水中進(jìn)行超聲清洗8min，烘干后，再置于60份的丙酮中超聲清洗12min，待其烘干后，再置于65份的無水乙醇中超聲清洗18min；最后用氮?dú)獯蹈晒ぜ缓蠓湃?00℃的鼓風(fēng)干燥箱烘干；

(3)在干燥后的刀具基體表面采用PVD法沉積厚度為30μm的TiN涂層，得到帶TiN涂層的硬質(zhì)合金刀具，具體過程如下：

3-a)將基體置于離子源/電弧離子鍍復(fù)合鍍膜設(shè)備的轉(zhuǎn)架上；關(guān)閉真空室門，進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到3.0×10^-3Pa時(shí)，開始進(jìn)行輝光清洗；

3-b)輝光清洗：開啟氬氣瓶主閥，減壓閥、離子源閥、弧閥和靶閥，通入氬氣，氬氣流量550sccm，工作壓強(qiáng)為1.4Pa，基底偏壓-800V，對基底進(jìn)行輝光清洗，清洗時(shí)間30min；

3-c)離子刻蝕清洗：輝光清洗結(jié)束后，用離子源對樣品進(jìn)行清洗，離子源電壓為70V，氬氣流量250sccm，工作壓強(qiáng)0.8Pa，基底偏壓為250V；清洗時(shí)間35min；

3-d)TiN涂層的沉積：待離子刻蝕清洗結(jié)束后，調(diào)節(jié)真空室壓強(qiáng)為1.2Pa，開啟電弧Ti靶，靶電流為85A，基底偏壓110V，同時(shí)通入N₂，流量200sccm，進(jìn)行 TiN層的沉積，沉積時(shí)間30min；

3-e)涂層沉積結(jié)束后，關(guān)閉離子源電源、偏壓電源，再關(guān)閉氣體質(zhì)量流量計(jì)與相應(yīng)閥開關(guān)；當(dāng)爐內(nèi)溫度降到100℃以下后，關(guān)閉高閥，打開放氣閥，待真空室內(nèi)壓強(qiáng)與外界氣壓一致時(shí)，打開真空室門，最后將樣品取出。

實(shí)施例3

本實(shí)施例3中以在硬質(zhì)合金刀具上采用PVD制備TiAlN涂層為例進(jìn)行介紹，采用如下步驟進(jìn)行：

(1)配制預(yù)處理液，所述預(yù)處理液按如下質(zhì)量份數(shù)的各組分組成：

六氰合鐵酸鉀：15份；

氫氧化鉀：20份；

去離子水：80份。其中，所述預(yù)處理液中，鐵氰化鉀的濃度為0.57mol/L，強(qiáng)堿的濃度為4.46mol/L。

以國內(nèi)市場上出售的YT15(WC-15％TiC)硬質(zhì)合金轉(zhuǎn)位刀片作為基體，將其置于上述預(yù)處理液中進(jìn)行預(yù)處理4min，得到帶基體腐蝕層的刀具基體，其中，該基體腐蝕層的厚度為75nm；該基體腐蝕層的粗糙度Ra為0.8μm，所述基體腐蝕層在10N的載荷下的摩擦系數(shù)為0.32；該基體腐蝕層中鈷Co的質(zhì)量含量為6％，鎢W的質(zhì)量含量為74％，鈦Ti的質(zhì)量含量為11.2％，碳元素C的質(zhì)量含量為8.8％；

(2)將步驟(1)所得基體先置于100份的去離子水中進(jìn)行超聲清洗5min，烘干后，再置于120份的丙酮中超聲清洗15min，待其烘干后，再置于100份的無水乙醇中超聲清洗20min；最后用氮?dú)獯蹈晒ぜ?，然后放?00℃的鼓風(fēng)干燥箱烘干；

(3)在干燥后的刀具基體表面采用PVD法沉積厚度為35μm的TiAlN涂層，得到帶TiAlN涂層的硬質(zhì)合金刀具，具體過程如下：

3-a)將基體置于離子源/電弧離子鍍復(fù)合鍍膜設(shè)備的轉(zhuǎn)架上；關(guān)閉真空室門，進(jìn)行抽真空，當(dāng)真空度達(dá)到3.0×10^-3Pa時(shí)，開始進(jìn)行輝光清洗；

3-b)輝光清洗：開啟氬氣瓶主閥，減壓閥、離子源閥、弧閥和靶閥，通入氬氣，氬氣流量400sccm，工作壓強(qiáng)為1.0Pa，基底偏壓-800V，對基底進(jìn)行輝光清洗，清洗時(shí)間30min；

3-c)離子刻蝕清洗：輝光清洗結(jié)束后，用離子源對樣品進(jìn)行清洗，離子源電壓為65V，氬氣流量200sccm，工作壓強(qiáng)0.6Pa，基底偏壓為250V；清洗時(shí)間 30min；

3-d)TiAlN涂層的沉積：待離子刻蝕清洗結(jié)束后，調(diào)節(jié)真空室壓強(qiáng)為1.1Pa，同時(shí)開啟電弧Ti靶和Al靶，通入流量為350sccm的N₂，靶電流分別為75A、65A，基底偏壓為90V，進(jìn)行TiAlN涂層的沉積，沉積時(shí)間為35min；

3-e)涂層沉積結(jié)束后，關(guān)閉離子源電源、偏壓電源，再關(guān)閉氣體質(zhì)量流量計(jì)與相應(yīng)閥開關(guān)；當(dāng)爐內(nèi)溫度降到100℃以下后，關(guān)閉高閥，打開放氣閥，待真空室內(nèi)壓強(qiáng)與外界氣壓一致時(shí)，打開真空室門，最后將樣品取出。

需要說明的是，根據(jù)上述說明書的揭示和和闡述，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對本實(shí)用新型的一些等同修改和變更也應(yīng)當(dāng)在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。