涂層的制備系統(tǒng)對刀具基體進(jìn)行 涂層制備"，此處對刀具基體制備TiAlCrN多元復(fù)合涂層，本方案采用了上述制備系統(tǒng)中的 上述第一弧源11、第二弧源12和第三弧源13。具體包括：
[0067] S301，對真空腔室3左側(cè)外壁上的三個相鄰的弧源，即第一弧源11、第二弧源12 和第三弧源13分別安裝不同的純金屬靶材，具體為，在第一弧源11上安裝純鈦靶（第一 靶材），在第二弧源12上安裝純鋁靶（第二靶材），在第三弧源13上安裝純鉻靶（第三靶 材）；
[0068] S302,對真空腔室3進(jìn)行抽真空；
[0069] S303,向真空腔室3內(nèi)注入氮氣（第一氣體），當(dāng)真空腔室3內(nèi)的氣壓小于 1. 0 X 10 3Pa，且真空腔室3內(nèi)的溫度達(dá)到300°C時，打開設(shè)置在真空腔室3上的氣體流量計 (附圖中未顯示），控制通入真空腔室3內(nèi)的氮氣流量，并將真空腔室3內(nèi)的氣壓控制在2~ 7Pa ；
[0070] S304,同時啟動第一弧源11、第二弧源12和第三弧源13,分別產(chǎn)生鈦等離子體 (第一等離子體）、鋁等離子體（第二等離子體）和鉻等離子體（第三等離子體），這些等離 子體在磁場管道2內(nèi)磁場的約束下均勻地混合并運動到真空腔室3腔內(nèi)，同時這些等離子 體中高速運動的電子撞擊氮氣，將氮氣離化形成氮等離子體，這樣，即形成了含氮、鋁、鈦和 鉻四種元素的混合等離子體，這些等離子體同時沉積在刀具基體表面形成TiAlCrN多元復(fù) 合涂層。
[0071] 另外，在本實施例中，通過調(diào)整第一弧源11、第二弧源12和第三弧源13的弧流大 小，控制產(chǎn)生的等離子體數(shù)量，從而控制TiAlCrN涂層中鈦、鋁和鉻之間的比例，以獲得最 佳的涂層性能。具體如下：
[0072] 將第一弧源11的弧流設(shè)定為100A，第二弧源12的弧流設(shè)定為50A，第三弧源13 的弧流設(shè)定為50A時，將生成Ti5QAl25Cr25N涂層；
[0073] 將第一弧源11的弧流設(shè)定為50A，第二弧源12的弧流設(shè)定為100A，第三弧源13 的弧流設(shè)定為50A時，將生成Ti25AlMCr25N涂層；
[0074] 將第一弧源11的弧流設(shè)定為50A，第二弧源12的弧流設(shè)定為50A，第三弧源13的 弧流設(shè)定為100A時，將生成Ti25Al25Cr5QN涂層。
[0075] 本發(fā)明可以很方便的控制涂層成分，同時保證制備的涂層成分均勻一致。具體工 藝如表2。
[0076] 表2 :TiAlCrN涂層制備工藝
[0078] 本發(fā)明實施例提出的多元復(fù)合涂層的制備方法，通過采用磁場混合技術(shù)，將多個 純金屬靶材產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行均勻混合，制備出多種元素、多種比例的多元復(fù)合涂層，如 TiAlSiN、AlTiCrN、AlCrSiN等，避免了采用合金靶材和鑲嵌靶材制備涂層的缺點，實現(xiàn)了在 低成本下制備性能穩(wěn)定、成分均勻的涂層。
[0079] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)，其特征在于，包括： 多個弧源，用于對多種靶材分別起弧對應(yīng)產(chǎn)生多種等離子體，并使多種所述等離子體 運動； 磁場管道，用于通過磁場約束并均勻混合多種所述等離子體，并使其同時到達(dá)待加工 基體的表面，該磁場管道的一端與對應(yīng)的弧源連通； 真空腔室，與所述磁場管道另一端連通，且所述待加工基體設(shè)置于所述真空腔室內(nèi)，多 種所述等離子體進(jìn)入所述真空腔室內(nèi)在偏壓作用下撞擊所述待加工基體表面形成多元涂 層。2. 如權(quán)利要求1所述多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述真空腔室為球形的 腔體結(jié)構(gòu)，多個所述弧源分布于所述真空腔室外壁上并與其連通。3. 如權(quán)利要求2所述多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)，其特征在于，多個所述弧源的中心線 相交形成有夾角，且相鄰的兩個所述弧源的中心線所形成的夾角大于0°且小于90°。4. 如權(quán)利要求3所述多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述靶材為純金屬靶材， 且各個所述弧源上對應(yīng)安裝有不同元素的純金屬靶材。5. 如權(quán)利要求1所述多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述磁場管道的外壁纏 繞有磁感應(yīng)線圈，所述磁感應(yīng)線圈通電產(chǎn)生磁場，所述磁場約束并均勻混合所述等離子體 并使其同時到達(dá)待加工基體表面。6. 如權(quán)利要求1所述多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)，其特征在于，所述待加工基體為刀具。7. 多元復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，包括步驟： S100,將刀具基體進(jìn)行超聲波清洗，去除刀具基體表面的污染物； S200,采用上述權(quán)利要求1~6任一項所述多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)對刀具基體進(jìn)行 濺射清洗，去除吸附在刀具基體表面的微量雜質(zhì)； S300,采用多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)對刀具基體進(jìn)行多元復(fù)合涂層的制備。8. 如權(quán)利要求7所述多元復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟S100包括： S101，在超聲波的作用下，采用金屬清洗劑去除刀具基體上粉塵和油脂等； 5102, 在超聲波的作用下，采用有機溶劑去除刀具基體上殘留油脂等雜質(zhì)； 5103, 采用熱風(fēng)對刀具基體進(jìn)行吹干。9. 如權(quán)利要求8所述多元復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟S200包括： S201，在第一弧源上安裝純鈦靶； 5202, 對真空腔室進(jìn)行抽真空； 5203, 當(dāng)真空腔室內(nèi)的氣壓小于1.0X10-3Pa，且溫度達(dá)到300°C時，單獨啟動第一弧 源，并調(diào)節(jié)偏壓為-1000V，將鈦等離子體加速撞擊刀具基體，實現(xiàn)對刀具基體的濺射清洗。10. 如權(quán)利要求9所述多元復(fù)合涂層的制備方法，其特征在于，所述步驟S300包括： S301，對真空腔室上三個相鄰的弧源分別安裝不同的純金屬靶材，具體為，在第一弧 源、第二弧源和第三弧源上分別安裝第一靶材、第二靶材和第三靶材； 5302, 對真空腔室進(jìn)行抽真空； 5303, 當(dāng)真空腔室內(nèi)的氣壓小于1.0X10-3Pa，且溫度達(dá)到300°C時，打開設(shè)置在真空 腔室上的氣體流量計，控制通入真空腔室內(nèi)的第一氣體的流量，并將真空腔室內(nèi)的氣壓控 制在2~7Pa; S304,同時啟動第一弧源、第二弧源和第三弧源，對應(yīng)產(chǎn)生第一等離子體、第二等離子 體和第三等離子體，這些等離子體在磁場的約束下運動到真空腔室，同時這些等離子體中 高速運動的電子撞擊第一氣體，使其離化形成第一氣體的等離子體，這四種等離子體同時 沉積在刀具基體表面形成多元涂層。
【專利摘要】本發(fā)明涉及復(fù)合涂層制備的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種多元復(fù)合涂層的制備系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括：多個弧源，用于對多種靶材分別起弧對應(yīng)產(chǎn)生多種等離子體，并使多種等離子體運動；磁場管道，用于通過磁場約束并均勻混合多種等離子體，并使其同時到達(dá)待加工基體的表面，該磁場管道的一端與對應(yīng)的弧源連通；真空腔室，與磁場管道另一端連通，且待加工基體設(shè)置于真空腔室內(nèi)，多種等離子體進(jìn)入真空腔室內(nèi)在偏壓作用下撞擊待加工基體表面形成多元涂層。本發(fā)明通過采用磁場混合技術(shù)，將多個純金屬靶材產(chǎn)生的等離子體進(jìn)行均勻混合，并將這些等離子體加速撞擊待加工基體表面形成多元合金涂層，實現(xiàn)了在低成本下制備性能穩(wěn)定、成分均勻的涂層的目的。
【IPC分類】C23C14/35
【公開號】CN105316631
【申請?zhí)枴緾N201410568141
【發(fā)明人】陳成, 張賀勇, 屈建國
【申請人】深圳市金洲精工科技股份有限公司
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年10月22日