CN106283053A - 用于刀具的多层复合涂层、刀具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于刀具的多层复合涂层、刀具及其制备方法，所述多层复合涂层，包括周期***替沉积的多个涂层单元，所述涂层单元包括依次沉积的交替沉积的Cr1‑xAlxN层、Cr1‑ yZryN层、ZrN层和Cr1‑yZryN层；其中，0≤x≤0.70，0.30≤y≤0.70；所述方法采用物理气相沉积多靶交替沉积的方法，在刀具本体上分别通过CrAl靶、CrZr靶、Zr靶和CrZr靶交替沉积Cr1‑xAlxN层、Cr1‑yZryN层、ZrN层和Cr1‑yZryN层，得到成周期***替沉积的Cr1‑xAlxN/Cr1‑yZryN/ZrN/Cr1‑yZryN多层复合涂。

Description

用于刀具的多层复合涂层、刀具及其制备方法
技术领域
本发明属于材料表面改性技术领域，具体涉及一种用于刀具的多层复合涂层、刀具及其制备方法。
背景技术
CrAlN涂层作为保护材料被广泛应用于刀具、模具。CrAlN由Al替代CrN中的Cr形成的立方结构的亚稳相CrAlN涂层，其晶体结构和力学性能会随Al含量的变化而变化。在保持CrN的面心立方结构时，涂层的力学性能会随Al含量的上升而上升，当Al含量超过CrN的固溶度时，涂层的结构向六方结构的AlN转化而使其力学和热性能显著下降。
CrAlN涂层作为保护材料经常被应用于高温场合，因此，其高温性能非常重要。CrAlN涂层的高温抗氧化性能较好，高于1000℃。但亚稳相的CrAlN涂层在高温(高于900℃)时会向其稳定相Cr和密排六方的AlN转化而使其力学性能下降，其中Cr的生成需要经过Cr2N过渡完成，尤其是涂层热分解过程中Cr-N键的不稳定释放N原子而使其力学性能显著降低。
基于CrAlN涂层的多元合金化和多层结构优化是目前改善其性能的有效手段。在CrAlN涂层中添加Zr，由于Zr-N之间的键能高于Cr-N键和Al-N键，可以显著改善CrAlN涂层的热稳定性能。添加Zr后，在Cr0.48Al0.52N涂层热分解的起始温度增加，涂层的硬度也随之升高。但Zr的加入会降低CrAlN涂层中A1的固溶度，过高的Zr添加会使涂层的结构向六方相转化而使其性能下降。
涂层材料改性的另一手段多层结构可组合不同材料的优势，特别是当多层复合涂层每一层的厚度控制在纳米尺度时，一种材料会以另一种材料为模板共格外延生长(又称之位超点阵涂层)，其界面强化效应可使涂层的硬度急剧上升。多层复合涂层的界面状况除了与其调制周期和调制比密切相关外，还受每一种涂层材料本征性能(譬如：点阵常数、模量等)的影响。由于Cr0.32A0.68N和ZrN两种材料的点阵常数相差太大(～12％)，导致其应变能太大而很难形成完全共格生长的超点阵涂层。当CrAlN/ZrN涂层的调制周期为9nm时，CrAlN层和ZrN层为完全非共格的多层复合涂层，此时ZrN层的引入对CrAlN涂层的性能基本没有影响。当CrAlN/ZrN涂层的调制周期降低到5nm，CrAlN层和ZrN层之间的界面为部分共格界面，此时，涂层的硬度和热稳定温度均有提升。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种用于刀具上的多层复合涂层、刀具及其制备方法，从而该多层复合涂层组合了各种材料的优势，具有高的硬度和优异热稳定性，提高了涂层的使用性能和应用领域。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一方面，本发明提供一种用于刀具的多层复合涂层，包括周期***替沉积的多个涂层单元，所述涂层单元包括依次沉积的交替沉积的Cr1-xAlxN层、Cr1-yZryN层、ZrN层和Cr1- yZryN层；其中，0≤x≤0.70，0.30≤y≤0.70。
优选地，所述Cr1-xAlxN层、Cr1-yZryN层、ZrN层的单层厚度均为2～10nm，单层厚度太低，工业化生产中难以控制；单层厚度太高，每一单层生长过程中累计的应变能过大，难以获得共格外延生长的多层涂层，各单层在该厚度范围内，能够获得共格外延生长的多层涂层。
优选地，所述多层复合涂层的总厚度为1μm～12.0μm。
优选地，所述多层复合涂层的总厚度为1μm～6.0μm，优选为3μm，多层复合涂层如果过薄，会影响到复合涂层的保护性能和保护效果，但过厚的复合涂层不仅会产生过高的应力，导致涂层易剥落，而且成本也随之增加，该厚度范围内的涂层具有较好地保护性能、保护效果，不易剥落，成本低。
优选地，所述基体与所述多层复合涂层之间还设有Cr1-xAlxN过渡层，Cr1-xAlxN过渡层的引入可改善涂层与基体之间的结合强度。
优选地，所述Cr1-xAlxN过渡层的厚度为50nm～1000nm。
优选地，所述Cr1-xAlxN层、Cr1-yZryN层和ZrN层均为面心立方结构，在保持面心立方结构时，涂层具有好的性能，且Cr1-xAlxN层和Cr1-yZryN层之间更容易形成共格界面。
另一方面，本发明还提供一种刀具，上述多层复合涂层，还包括刀具基体，所述多层复合涂层设在所述刀具基体上。
另一方面，本发明还提供一种上上述刀具的制备方法，所述方法采用物理气相沉积多靶交替沉积的方法，在刀具本体上分别通过CrAl靶、CrZr靶、Zr靶和CrZr靶交替沉积Cr1-xAlxN层、Cr1-yZryN层、ZrN层和Cr1-yZryN层，得到成周期***替沉积的Cr1-xAlxN/Cr1- yZryN/ZrN/Cr1-yZryN多层复合涂层。
优选地，在刀具本体上沉积多层复合涂层前，还包括在基体上CrAl靶沉积Cr1- xAlxN过渡层的步骤。
优选地，所述方法中的沉积气氛为N2或者是N2和Ar的混合气体。
本发明的优点在于：由于Cr1-xAlxN/Cr1-yZryN/ZrN/Cr1-yZryN多层复合涂层每个单层之间共格外延生长，因此，其中Cr1-yZryN层中的Zr-N键除了强化本层中的Cr-N外，还可稳定Cr1-xAlxN层中的Cr-N键，而ZrN中的Zr-N键又可强化Cr1-yZryN层中的Cr-N键，最终阻止涂层的热分解行为改善其热稳定性。另外，共格外延生长的Cr1-xAlxN/Cr1-yZryN/ZrN/Cr1-yZryN多层复合涂层的界面强化可显著提高涂层的硬度。
通过多层复合涂层组合了各种材料的优势，具有高的硬度和优异热稳定性，提高了涂层的使用性能和应用领域。并且本发明的制备方法简单、设备要求低以及生产成本低廉。
研究和试验表明，Cr1-yZryN的成分控制也就是其点阵常数的控制对多层涂层能否形成完全共格生长的超点阵涂层异常重要。若Zr含量太高，则Cr1-yZryN层和Cr1-xAlxN层之间点阵常数相差太大，难以形成共格界面；若Zr含量太低，则Cr1-yZryN层和ZrN层之间点阵常数相差太大，难以形成共格界面。将Cr1-yZryN中的y控制在0.30≤y≤0.70范围内，能够形成完全共格生长的超点阵涂层。
附图说明
图1为本发明实施例提供的不具有过渡层的多层复合涂层的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的具有过渡层的多层复合涂层的结构示意图；
1、基体；
2、Cr1-xAlxN层；
3、Cr1-yZryN层；
4、ZrN层；
5、Cr1-xAlxN过渡层
具体实施方式
除非特别指明，以下实施例中所用的药品均可从正规渠道商购获得。
实施例1
通过物理气相沉积方法沉积(参见：Correlation between arc evaporation ofTi-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315))，利用CrAl靶、CrZr靶和Zr靶交替沉积“Cr1-xAlxN层2到Cr1-yZryN层3到ZrN层4到Cr1-yZryN层3”的周期性变化趋势的Cr1-xAlxN/Cr1-yZryN/ZrN/Cr1- yZryN多层复合涂层，Cr1-xAlxN层中的Al含量控制在0≤X＜0.70，Cr1-yZryN层的Zr含量控制在0.30≤y≤0.70，Cr1-xAlxN层2、Cr1-yZryN层3、ZrN层4和Cr1-yZryN层3的单层厚度依次为3nm、8nm、4nm、9nm，经过250个周期直至涂层的总厚度为6.0μm。
实施例2
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，首先在刀具基体1上采用CrAl靶沉积Cr1-xAlxN过渡层5，再在Cr1-xAlxN过渡层5上采用物理气相沉积工艺利用CrAl靶、CrZr靶和Zr靶沉积“Cr1- xAlxN层2到Cr1-yZryN层3到ZrN层4到Gr1-yZryN层3”的周期性变化趋势的Cr1-xAlxN/Cr1-yZryN/ZrN/Cr1-yZryN多层复合涂层，Cr1-xAlxN层2中的Al含量控制在0≤X≤0.70，Cr1-yZryN层的Zr含量控制在0.30≤y≤0.70，所述Cr1-xAlxN层2、Cr1-yZryN层3、ZrN层4和Cr1-yZryN层3的单层厚度依次为2nm、7nm、3nm、10nm，经过450个周期直至涂层的总厚度为12μm。
实施例3
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，在刀具基体1上沉积“Cr0.48Al52N层2到Cr0.50Zr0.50N层3到ZrN层4到Cr0.50Zr0.50N层3”的周期性变化趋势的Cr0.48Al52N/Cr0.50Zr0.50N/ZrN/Cr0.50Zr0.50N多层复合涂层，其中Cr0.48Al52N层2、Cr0.50Zr0.50N层3、ZrN层4、Cr0.50Zr0.50N层3的厚度依次为6nm、5nm、4nm、5nm，经过150个周期直至涂层的总厚度为3.0μm。
本发明制备的Cr0.48Al52N/Cr0.50Zr0.50N/ZrN/Cr0.50Zr0.50N多层复合涂层为单相立方结构，通过纳米压痕方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-Ncoatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315))测定该涂层的硬度为～38.6GPa，而制备的Cr0.48Al52N单层涂层的硬度仅为～28.7GPa。
对照品同样是以上述标准铣刀作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation ofTi-Al-N coatings and correspondingTi0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分别沉积普通的CrAlN涂层，TiAlN涂层的成分为Ti0.50Al0.50N。
将上述涂层沉积在型号为TNMG 120408的硬质合金刀片基体上，然后用本实施例3制得的复合涂层刀具和对照品进行连续车削不锈钢的对比实验，切削参数：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。
其中CrAlN涂层刀片的切削寿命为8分钟，本发明涂层刀片的切削寿命为16分钟。本发明的复合涂层的涂层刀具在车削不锈钢时的使用寿命比现有技术下的CrAlN涂层刀具有明显提高。
实施例4.
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50 target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，在刀具基体1上沉积“Cr0.48Al52N层到Cr0.50Zr0.50N层到ZrN层到Cr0.50Zr0.50N层”的周期性变化趋势的Cr0.48Al52N/Cr0.50Zr0.50N/ZrN/Cr0.50Zr0.50N多层复合涂层，其中Cr0.48Al52N层、Cr0.50Zr0.50N层、ZrN层、Cr0.50Zr0.50N层的厚度依次为3nm、6nm、5nm、6nm，经过150个周期直至涂层的总厚度为3.0μm。本发明制备的Cr0.48Al52N/Cr0.50Zr0.50N/ZrN/Cr0.50Zr0.50N多层复合涂层为单相立方结构，通过纳米压痕方法测定该涂层的硬度为～36.4GPa，而制备的Cr0.48Al52N单层涂层的硬度仅为～28.7GPa。
与实施例3相比，多层复合涂层的变化在于每一单层的厚度发生了变化，涂层的结构仍为单相立方结构，硬度略有下降。
对照品同样是以上述标准铣刀作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and correspondingTi0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分别沉积普通的CrAlN涂层，TiAlN涂层的成分为Ti0.50Al0.50N。
将上述涂层沉积在型号为TNMG120408的硬质合金刀片基体上，然后用本实施例4制得的复合涂层刀具和对照品进行连续车削不锈钢的对比实验，切削参数：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。
其中CrAlN涂层刀片的切削寿命为8分钟，本发明涂层刀片的切削寿命为14分钟。本发明的复合涂层的涂层刀具在车削不锈钢时的使用寿命比现有技术下的CrAlN涂层刀具有提高，但较实施例3有所下降。
实施例5
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporationof Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，在刀具基体1上沉积“Cr0.48Al52N层到Cr0.50Zr0.50N层到ZrN层到Cr0.50Zr0.50N层”的周期性变化趋势的Cr0.48Al52N/Cr0.50Zr0.50N/ZrN/Cr0.50Zr0.50N多层复合涂层，其中Cr0.48Al52N层、Cr0.50Zr0.50N层、ZrN层、Cr0.50Zr0.50N层的厚度依次为6nm、5nm、4nm、5nm，经过300个周期直至涂层的总厚度为3.0μm。
本发明制备的Cr0.48Al52N/Cr0.50Zr0.50N/ZrN/Cr0.50Zr0.50N多层复合涂层为单相立方结构，通过纳米压痕方法测定该涂层的硬度为～36.8GPa，而制备的Cr0.48Al52N单层涂层的硬度仅为～28.7GPa。
与实施例3相比，多层复合涂层的变化在于每一单层的厚度发生了变化，涂层的结构仍为单相立方结构，硬度基本保持不变。
对照品同样是以上述标准铣刀作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-N coatings and correspondingTi0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分别沉积普通的CrAlN涂层，TiAlN涂层的成分为Ti0.50Al0.50N。
将上述涂层沉积在型号为TNMG120408的硬质合金刀片基体上，然后用本实施例5制得的复合涂层刀具和对照品进行连续车削不锈钢的对比实验，切削参数：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂层刀片的切削寿命为8分钟，本发明涂层刀片的切削寿命为15分钟。本发明的复合涂层的涂层刀具在车削不锈钢时的使用寿命比现有技术下的CrAlN涂层刀具有提高，与实施例3基本相当。
实施例6
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporationof Ti-A1-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，在刀具基体1上沉积厚度为200纳米的Cr0.32Al68N过渡层，然后在Cr0.32Al68N过渡层上沉积沉积“Cr0.32Al68N层到Cr0.60Zr0.40N层到ZrN层到Cr0.60Zr0.40N层”的周期性变化趋势的Cr0.32Al68N/Cr0.60Zr0.40N/ZrN/Cr0.60Zr0.40N多层复合涂层，其中Cr0.32Al68N层、Cr0.60Zr0.40N层、ZrN层、Cr0.60Zr0.40N层的厚度依次为6nm、5nm、4nm、5nm，经过150个周期直至涂层的总厚度为3.0μm。本发明制备的Cr0.32Al68N/Cr0.60Zr0.40N/ZrN/Cr0.60Zr0.40N多层复合涂层为单相立方结构，通过纳米压痕方法测定该涂层的硬度为～40.6GPa，而制备的Cr0.48Al52N单层涂层的硬度仅为～28.7GPa。
与实施例5相比，仅在周期性涂层和基体之间引入了200纳米的Cr0.32A168N过渡层，其它均保持不变，涂层的结构仍为单相立方结构，硬度基本保持。
对照品同样是以上述标准铣刀作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-N coatings and correspondingTi0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分别沉积普通的CrAlN涂层，TiAlN涂层的成分为Ti0.50Al0.50N。
将上述涂层沉积在型号为TNMG120408的硬质合金刀片基体上，然后用本实施例6制得的复合涂层刀具和对照品进行连续车削不锈钢的对比实验，切削参数：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂层刀片的切削寿命为8分钟，本发明涂层刀片的切削寿命为17分钟。本发明的复合涂层的涂层刀具在车削不锈钢时的使用寿命比现有技术下的CrAlN涂层刀具有明显提高，较实施例5有提高。
实施例7
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，在刀具基体1上沉积厚度为200纳米的CrN过渡层，然后在CrN过渡层上沉积沉积“CrN层到Cr0.30Zr0.70N层到ZrN层到Cr0.30Zr0.70N层”的周期性变化趋势的CrN/Cr0.30Zr0.70N/ZrN/Cr0.30Zr0.70NN多层复合涂层，其中CrN层、Cr0.30Zr0.70N层、ZrN层、Cr0.30Zr0.70N层的厚度依次为6nm、5nm、4nm、5nm，经过150个周期直至涂层的总厚度为3.0μm。本发明制备的CrN/Cr0.30Zr0.70N/ZrN/Cr0.30Zr0.70NN多层复合涂层为单相立方结构，通过纳米压痕方法测定该涂层的硬度为～30.1GPa，而制备的Cr0.48Al52N单层涂层的硬度仅为～28.7GPa。
与实施例6相比，过渡层Cr1-xAlxN和周期性涂层中的Cr1-xAlxN和Cr1-yZryN层的成分发生了变化，涂层的结构仍为单相立方结构，硬度明显下降。
对照品同样是以上述标准铣刀作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and correspondingTi0.50A10.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分别沉积普通的CrAlN涂层，TiAlN涂层的成分为Ti0.50Al0.50N。
将上述涂层沉积在型号为TNMG120408的硬质合金刀片基体上，然后用本实施例7制得的复合涂层刀具和对照品进行连续车削不锈钢的对比实验，切削参数：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂层刀片的切削寿命为8分钟，本发明涂层刀片的切削寿命为11分钟。本发明的复合涂层的涂层刀具在车削不锈钢时的使用寿命比现有技术下的CrAlN涂层刀具有明显提高，较实施例6有下降。
实施例8
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporationof Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，在刀具基体1上沉积厚度为200纳米的Cr0.32Al68N过渡层，然后在Cr0.32Al68N过渡层上沉积沉积“Cr0.32Al68N层到Cr0.60Zr0.40N层到ZrN层到Cr0.60Zr0.40N层”的周期性变化趋势的Cr0.32Al68N/Cr0.60Zr0.40N/ZrN/Cr0.60Zr0.40N多层复合涂层，其中Cr0.32Al68N层、Cr0.60Zr0.40N层、ZrN层、Cr0.60Zr0.40N层的厚度依次为2nm、2nm、2nm、2nm，经过375个周期直至涂层的总厚度为3.0μm。本发明制备的Cr0.32Al68N/Cr0.60Zr0.40N/ZrN/Cr0.60Zr0.40N多层复合涂层为单相立方结构，通过纳米压痕方法测定该涂层的硬度为～40.6GPa，而制备的Cr0.48Al52N单层涂层的硬度仅为～45.1GPa。
与实施例6相比，仅在周期性涂层中每一层的厚度和调制周期的数目发生了变化，其它均保持不变，涂层的结构仍为单相立方结构，硬度提高。
对照品同样是以上述标准铣刀作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-A1-Ncoatings and correspondingTi0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分别沉积普通的CrAlN涂层，TiAlN涂层的成分为Ti0.50Al0.50N。
将上述涂层沉积在型号为TNMG120408的硬质合金刀片基体上，然后用本实施例8制得的复合涂层刀具和对照品进行连续车削不锈钢的对比实验，切削参数：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂层刀片的切削寿命为8分钟，本发明涂层刀片的切削寿命为24分钟。本发明的复合涂层的涂层刀具在车削不锈钢时的使用寿命比现有技术下的CrAlN涂层刀具有明显提高，较实施例6有提高。
实施例9
通过物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and corresponding Ti0.50Al0.50target types，Surface&CoatingsTechnology，275(2015)309-315)沉积，在刀具基体1上沉积厚度为200纳米的Cr0.32Al68N过渡层，然后在Cr0.32Al68N过渡层上沉积沉积“Cr0.32Al68N层到Cr0.60Zr0.40N层到ZrN层到Cr0.60Zr0.40N层”的周期性变化趋势的Cr0.32Al68N/Cr0.60Zr0.40N/ZrN/Cr0.60Zr0.40N多层复合涂层，其中Cr0.32Al68N层、Cr0.60Zr0.40N层、ZrN层、Cr0.60Zr0.40N层的厚度依次为10nm、10nm、10nm、10nm，经过75个周期直至涂层的总厚度为3.0μm。本发明制备的Cr0.32Al68N/Cr0.60Zr0.40N/ZrN/Cr0.60Zr0.40N多层复合涂层为单相立方结构，通过纳米压痕方法测定该涂层的硬度为～40.6GPa，而制备的Cr0.48Al52N单层涂层的硬度仅为～35.8GPa。
与实施例8相比，仅在周期性涂层中每一层的厚度和周期性数目发生了变化，其它均保持不变，涂层的结构仍为单相立方结构，硬度下降。
对照品同样是以上述标准铣刀作为刀具基体，按普通的物理气相沉积方法(参见：Correlation between arc evaporation of Ti-Al-N coatings and correspondingTi0.50Al0.50target types，Surface&Coatings Technology，275(2015)309-315)分别沉积普通的CrAlN涂层，TiAlN涂层的成分为Ti0.50Al0.50N。
将上述涂层沉积在型号为TNMG120408的硬质合金刀片基体上，然后用本实施例9制得的复合涂层刀具和对照品进行连续车削不锈钢的对比实验，切削参数：Vc＝120m/min、f＝0.3mm/r、ap＝1.0mm。其中CrAlN涂层刀片的切削寿命为8分钟，本发明涂层刀片的切削寿命为18分钟。本发明的复合涂层的涂层刀具在车削不锈钢时的使用寿命比现有技术下的CrAlN涂层刀具有明显提高，较实施例8降低。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于刀具的多层复合涂层，其特征在于，包括周期***替沉积的多个涂层单元，所述涂层单元包括依次沉积的交替沉积的Cr1-xAlxN层、Cr1-yZryN层、ZrN层和Cr1-yZryN层；其中，0≤X≤0.70，0.30≤y≤0.70。
2.根据权利要求1所述的用于刀具的多层复合涂层，其特征在于，所述Cr1-xAlxN层、Cr1- yZryN层、ZrN层的单层厚度均为2～10nm。
3.根据权利要求1或2所述的用于刀具的多层复合涂层，其特征在于，所述多层复合涂层的总厚度为1μm～12.0μm。
4.根据权利要求3所述的用于刀具的多层复合涂层，其特征在于，所述多层复合涂层的总厚度为1μm～6.0μm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于刀具的多层复合涂层，其特征在于，所述基体与所述多层复合涂层之间还设有Cr1-xAlxN过渡层。
6.根据权利要求5所述的用于刀具上的多层复合涂层，其特征在于，所述Cr1-xAlxN过渡层的厚度为50nm～1000nm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的用于刀具的多层复合涂层，其特征在于，所述Cr1-xAlxN层、Cr1-yZryN层和ZrN层均为面心立方结构。
8.一种刀具，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的多层复合涂层，还包括刀具基体，所述多层复合涂层设在所述刀具基体上。
9.根据权利要求8所述的刀具的制备方法，所述方法采用物理气相沉积多靶交替沉积的方法，在刀具本体上分别通过CrAl靶、CrZr靶、Zr靶和CrZr靶交替沉积Cr1-xAlxN层、Cr1- yZryN层、ZrN层和Cr1-yZryN层，得到成周期***替沉积的Cr1-xAlxN/Cr1-yZryN/ZrN/Cr1-yZryN多层复合涂层。
10.根据权利要求8所述的刀具的制备方法，其特征在于，在刀具本体上沉积多层复合涂层前，还包括在基体上CrAl靶沉积Cr1-xAlxN过渡层的步骤。
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