CN115058687B - 一种刀具涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀具涂层及其制备方法,属于刀具涂层材料技术领域。本发明的刀具涂层包括结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层;结合层由纯Cr层组成;应力缓冲层由Cr层和CrN层交替叠加而成,其厚度为500nm~1000nm,调制周期10nm~200nm,调制比0.8~1.5;过渡层由Cr和C元素梯度变化形成;功能层由Cr掺杂DLC形成。本发明的涂层具有硬度高、内应力小、附着力强和摩擦系数低等特性,可以大幅度提高切削刀具使用寿命,以及工件尺寸精度和表面光洁度;涂层的制备方法具有离化率高、涂层设备结构简单和可批量化处理等特点,易于实现工业生产,具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及刀具涂层材料技术领域,具体而言,涉及一种刀具涂层及其制备方法。
背景技术
随着现代机械加工技术不断地进步,传统的刀具已难以满足高标准的加工要求。传统的刀具在进行高速加工、进给量大、切除材料深度大时,易造成刀具磨损快、寿命低、加工精度差以及刀具和零件热变形严重等。涂层刀具的问世,它将高强度的基体与耐磨的硬质薄膜材料相结合,对刀具切削性能的改善和加工技术的进步起到了非常重要的作用。硬质薄膜不仅保留了基体材料优异的机械性能,同时还极大地提高了其耐磨损、耐腐蚀及切削性能,提高了加工精度和加工效率,延长了刀具使用寿命,并且保证了加工工件的表面质量,具有高效、经济、低成本的优势。
刀具涂层技术是指在切削刀具表面,利用真空气相沉积方法制备微米尺度范围的超硬涂层,与刀具基体一起形成复合结构。相比刀具基体材料,该表面涂层具有高硬度,耐磨损及抗腐蚀的优异性能,可以显著提高刀具的服役寿命和加工效率,且生产成本远比同样性能的基体材料价格低廉。因此,刀具涂层已在机械、电子、机加工等行业得到广泛应用。TiAlN、CrN、TiAlCrN等氮化物基涂层是早期广泛应用的耐磨损刀具涂层,这些涂层虽具有良好的耐磨性,但摩擦系数相对较高为0.4~0.8。与传统的氮化物硬质涂层相比,类金刚石薄膜(diamond-like carbon,简称DLC),作为一种固体润滑剂在众多的工况条件下提高工件服役寿命。按照薄膜在沉积成膜过程中碳原子的杂化方式可分为sp2和sp3两种,将sp3含量在70%~90%的无氢类金刚石定义为四面体非晶碳ta-C。ta-C涂层有更低的磨损率,同时ta-C薄膜不粘刀,可适用于大多数金属的加工。
对于刀具涂层来说,在寻求耐磨性的同时,提高涂层与刀具基体材料的结合强度至关重要。如果涂层不能有效地起到粘结的作用,可造成界面处的应力集中,在切削过程中易剥落失效。因此,研究一种新的多层复合超硬刀具涂层材料,进一步提升刀具涂层的硬度、韧性、表面光洁度以及膜基结合强度具有重要意义。
鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种刀具涂层及其制备方法,以提高刀具涂层的硬度、韧性、膜基结合强度以及被加工材料表面质量和尺寸精度。
本发明是这样实现的:
第一方面,本发明提供了一种刀具涂层,其包括依次沉积的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层;
上述结合层由纯Cr层组成;
上述应力缓冲层由Cr层和CrN层交替叠加而成,其厚度为500nm~1000nm,调制周期10nm~200nm,Cr层与CrN层的调制比0.8~1.5;
上述过渡层由Cr和C元素梯度变化形成;
上述功能层由Cr掺杂DLC形成。
在一些实施方式中,上述结合层的厚度为10nm~100nm。
在一些实施方式中,上述过渡层的厚度为10nm~100nm。
在一些实施方式中,上述功能层的厚度为500nm~1000nm。
在一些实施方式中,上述功能层中Cr的含量为2.5at%~10.0at%。
第二方面,本发明提供了一种刀具涂层的制备方法,其包括在刀具基体表面沉积涂层,冷却后即完成涂层制备;
上述沉积涂层步骤包括利用物理气相沉积法依次沉积结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层。
在一些实施方式中,上述沉积结合层步骤包括只开启Cr靶,沉积时间为10~20Ah,基体偏压为80~120V,电流为80~130A,温度为180~250℃;纯Cr结合层的沉积厚度为10nm~100nm。
在一些实施方式中,上述沉积应力缓冲层步骤包括交替沉积Cr层和CrN层;沉积应力缓冲层的第一层为Cr层,第二层为CrN层,交替沉积至最外层为CrN层;应力缓冲层的沉积厚度为500nm~1000nm,调制周期为10nm~200nm,Cr层与CrN层的调制比0.8~1.5;
上述沉积Cr层包括只开启Cr靶,沉积时间为1~20Ah,靶材电流为100~130A,基体偏压为80~120V,温度为150~250℃;
上述沉积CrN层包括只开启Cr靶,冲入N2,沉积时间为1~20Ah,靶材电流为100~130A,基体偏压为80~120V,温度为150~250℃。
在一些实施方式中,上述沉积过渡层步骤包括开启Cr和C靶,沉积时间为10~20Ah,Cr靶材电流从130A降低至90A,C靶材电流从40A升高至80A,基体偏压为50~60V,温度为80~100℃;过渡层的沉积厚度为10nm~100nm;
上述沉积过渡层步骤中Cr靶材电流依次从130A降低至120A、110A、100A、90A,C靶材电流从40A升高至50A、60A、70A、80A。
在一些实施方式中,上述沉积功能层步骤包括开启Cr和C靶,沉积时间为280~330Ah,Cr靶材电流35~45A,C靶材电流60~80A,基体偏压为50~60V,温度为60~100℃;功能层的沉积厚度为500nm~1000nm,功能层中Cr的含量为2.5at%~10.0at%。
在一些实施方式中,上述Cr靶的纯度为100%Cr,C靶的纯度为100%C。
在一些实施方式中,按重量份数计,刀具基体由90~92份的WC、8~10份Co组成。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、本发明的刀具涂层中应力缓冲层由于不同调制周期、调制比使其具有不同的界面结构,能够精准调控界面结构,多界面结构能够使涂层兼具强度和韧性。
2、功能层是在DLC中添加了Cr元素形成的,该层可以使DLC在载荷作用下萌生多重剪切带,避免脆断,增加了涂层的韧性。
3、功能层Cr-DLC在切削过程中具有极低的摩擦系数,能够使被加工材料表面光洁度提高,同时提升尺寸精度,多层结构和掺杂元素的耦合作用能够提高刀具寿命。
4、由于Cr结合层和Cr/CrN应力缓冲层的存在,涂层的膜基结合强度较高,在切削加工过程中不易发生涂层剥落。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的刀具涂层结构示意图,其中1-结合层;2-应力缓冲层;3-过渡层;4-功能层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
现有技术中的刀具涂层仍具有硬度、韧性、膜基结合强度以及切削温度高、切削力大等方面的不足,发明人在现有技术的基础上对刀具涂层进行优化,经过一系列创造劳动,发现通过对应力缓冲层的调制周期、调制比进行优化,对功能层成分进行优化,以及增加结合层和过渡层可以使上述问题得到改善。
基于此,本发明提供了一种刀具涂层,该涂层包括在基体上依次涂覆的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层,其结构图如图1所示。
其中,结合层由纯Cr层组成,其厚度为10nm~100nm。
结合层的存在,可以使涂层与基体之间的膜基结合强度得到提升,在切削加工过程中不易发生涂层剥落。
应力缓冲层由Cr层和CrN层交替叠加而成,其厚度为500nm~1000nm,调制周期为10nm~200nm,Cr层与CrN层的调制比为0.8~1.5。
调制周期是指多层交替沉积的两种涂层A和B,A+B的涂层厚度为调制周期。在本发明中,应力缓冲层的调制周期是指Cr层+CrN层的厚度。
调制比是指多层交替沉积的两种涂层A和B,A与B的涂层厚度比为调制比。在本发明中,应力缓冲层的调制比为Cr层与CrN层厚度的比值。
本发明以Cr层和CrN层交替叠加作为应力缓冲层,配以不同调制周期、调制比,形成了多层结构应力缓冲层,不同的调制周期和调制比具有不同的界面结构,多界面结构使涂层兼具强度和韧性。
过渡层由Cr和C元素梯度变化形成,其厚度为10nm~100nm。
过渡层的存在,可以使应力缓冲层与功能层之间的结合强度得到提升,在切削加工过程中不易发生涂层剥落。
功能层由Cr掺杂DLC形成,其厚度为500nm~1000nm,Cr的含量为2.5at%~10.0at%。
在顶层的功能层中掺杂Cr,Cr-DLC不仅可以使DLC在载荷作用下萌生多重剪切带,避免脆断,增加了涂层的韧性;还可以在切削过程中具有极低的摩擦系数,能够使被加工材料表面光洁度提高,同时提升尺寸精度,多层结构和掺杂元素的耦合作用能够提高刀具寿命。
作为一个总的技术构思,本发明还提供一种上述刀具涂层的制备方法,其包括如下步骤:
(1)预处理:对刀具基体表面进行喷砂清洗,去除表面油污、氧化层及其他附着物,再对刀具进行酸洗。
此处预处理主要是为了提高涂层与基体之间的结合强度。
(2)溅射清洗:利用靶材溅射出的离子对基体表面进行溅射清洗。处理室内压力10-3~7×10-3Pa,冲入的气体为Ar(99.99%),基体偏压为50~150V,温度为200~250℃,清洗时间为10~20min。
(3)沉积纯Cr结合层:利用物理气相沉积法沉积纯Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为10~20Ah,基体偏压为80~120V,电流为80~130A,温度为180~250℃。
(4)沉积应力缓冲层的第一层Cr层:利用物理气相沉积法沉积Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为1~20Ah,靶材电流为100~130A,基体偏压为80~120V,温度为150~250℃。
(5)沉积应力缓冲层的第二层CrN层:利用物理气相沉积法沉积CrN层,只开启Cr靶,冲入N2,沉积时间为1~20Ah,靶材电流为100~130A,基体偏压为80~120V,温度为150~250℃。
(6)重复(4)、(5)步骤,最外层为CrN涂层。
(7)沉积过渡层Cr/C层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为10~20Ah,Cr靶材电流从130A降低至120A、110A、100A、90A,C靶材电流从40A升高至50A、60A、70A、80A,基体偏压为50~60V,温度为80~100℃。
(8)沉积功能层Cr-DLC层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为280~330Ah,Cr靶材电流35~45A,C靶材电流60~80A,基体偏压为50~60V,温度为60~100℃。
(9)冷却:冷却一个小时,镀膜完成,关闭真空设备。
上述制备方法具有离化率高、涂层设备结构简单、可批量化处理等特点,易于实现工业生产,具有良好的应用前景。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供了一种用于精加工的低摩擦高耐磨的刀具涂层,其厚度为2.15μm。涂层由依次沉积在刀具基体材料上的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层构成。
结合层由纯Cr层组成,其厚度为100nm。
应力缓冲层由Cr层、CrN层依次交替沉积构成,厚度为1μm;其调制周期为200nm,Cr层厚约100nm,CrN层厚约100nm。
过渡层Cr的含量由100at.%依次下降到80at.%,50at%,30at.%,0at.%,C的含量由0at.%依次增加至20at.%,50at%,70at.%,100at.%,厚度为50nm。
功能层,DLC中Cr掺杂量为3.0at.%,厚度为1μm。
刀具基体组成为92份WC粉末,8份Co。
本实施例还提供了一种刀具涂层的制备方法,其包括上述涂层。制备采用设备瑞士Oerlikon Balzers Domino.mini,制备方法包括以下步骤:
(1)预处理:对刀具基体表面进行喷砂清洗,去除表面油污、氧化层及其他附着物,再对刀具进行酸洗。
(2)溅射清洗:利用靶材溅射出的离子对基体表面进行溅射清洗。处理室内压力10-3Pa,冲入的气体为Ar(99.99%),基体偏压为150V,温度为200℃,清洗时间为10min。
(3)沉积纯Cr结合层:利用物理气相沉积法沉积纯Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为20Ah,基体偏压为120V,电流为80A,温度为220℃。
(4)沉积交替层的第一层Cr层:利用物理气相沉积法沉积Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为15Ah,靶材电流为100A,基体偏压为120V,温度为220℃。
(5)沉积交替层的第二层CrN层:利用物理气相沉积法沉积CrN层,只开启Cr靶,冲入N2,沉积时间为15Ah,靶材电流为160A,基体偏压为100V,温度为250℃。
(6)重复(4)、(5)步骤,最外层为CrN涂层。
(7)沉积Cr/C过渡层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为15Ah,Cr靶材电流从130A降低至120A、110A、100A、90A,C靶材电流从40A升高至50A、60A、70A、80A,基体偏压为50~60V,温度为80℃。
(8)沉积Cr-DLC顶层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为300Ah,Cr靶材电流40A,C靶材电流60A,基体偏压为50~60V,温度为80℃。
(9)冷却:冷却一个小时,镀膜完成,关闭真空设备。
实施例2
本实施例提供了一种用于精加工的低摩擦高耐磨的刀具涂层,其厚度为1.2μm。涂层由依次沉积在刀具基体材料上的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层构成。
结合层由纯Cr层组成,其厚度为100nm。
应力缓冲层由Cr层、CrN层依次交替沉积构成,厚度为0.5μm。其调制周期为20nm,Cr层厚约10nm,CrN层厚约10nm。
过渡层Cr的含量由100at.%依次下降到80at.%,50at%,30at.%,0at.%,C的含量由0at.%依次增加至20at.%,50at%,70at.%,100at.%,厚度为100nm。
功能层,DLC中Cr掺杂量为3.5at.%,厚度为0.5μm。
刀具基体组成为92份WC粉末,8份Co。
本实施例还提供了一种刀具涂层的制备方法,其包括上述涂层。制备采用设备瑞士Oerlikon Balzers Domino.mini,制备方法包括以下步骤:
(1)预处理:对刀具基体表面进行喷砂清洗,去除表面油污、氧化层及其他附着物,再对刀具进行酸洗。
(2)溅射清洗:利用靶材溅射出的离子对基体表面进行溅射清洗。处理室内压力10-3Pa,冲入的气体为Ar(99.99%),基体偏压为120V,温度为200℃,清洗时间为10min。
(3)沉积纯Cr结合层:利用物理气相沉积法沉积纯Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为20Ah,基体偏压为120V,电流为80A,温度为220℃。
(4)沉积交替层的第一层Cr层:利用物理气相沉积法沉积Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为2Ah,靶材电流为100A,基体偏压为120V,温度为220℃。
(5)沉积交替层的第二层CrN层:利用物理气相沉积法沉积CrN层,只开启Cr靶,冲入N2,沉积时间为1Ah,靶材电流为100A,基体偏压为100V,温度为250℃。
(6)重复(5)、(6)步骤,最外层为CrN涂层。
(7)沉积Cr/C过渡层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为15Ah,Cr靶材电流从130A降低至120A、110A、100A、90A,C靶材电流从40A升高至50A、60A、70A、80A,基体偏压为50~60V,温度为80℃。
(8)沉积Cr-DLC顶层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为150Ah,Cr靶材电流40A,C靶材电流60A,基体偏压为50~60V,温度为80℃。
(9)冷却:冷却一个小时,镀膜完成,关闭真空设备。
实施例3
本实施例提供了一种用于精加工的低摩擦高耐磨的刀具涂层,其厚度为1.5μm。涂层由依次沉积在刀具基体材料上的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层构成。
结合层由纯Cr层组成,其厚度为100nm。
应力缓冲层由Cr层、CrN层依次交替沉积构成,厚度为0.8μm。其层调制周期为100nm,Cr层厚约50nm,CrN层厚约50nm。
过渡层Cr的含量由100at.%依次下降到80at.%,50at%,30at.%,0at.%,C的含量由0at.%依次增加至20at.%,50at%,70at.%,100at.%,厚度为100nm。
功能层,DLC中Cr掺杂量为3.0at.%,厚度为0.5μm。
刀具基体组成为92份WC粉末,8份Co。
本实施例还提供了一种刀具涂层的制备方法,其包括上述涂层。制备采用设备瑞士Oerlikon Balzers Domino.mini,制备方法包括以下步骤:
(1)预处理:对刀具基体表面进行喷砂清洗,去除表面油污、氧化层及其他附着物,再对刀具进行酸洗。
(2)溅射清洗:利用靶材溅射出的离子对基体表面进行溅射清洗。处理室内压力10-3Pa,冲入的气体为Ar(99.99%),基体偏压为120V,温度为200℃,清洗时间为10min。
(3)沉积纯Cr结合层:利用物理气相沉积法沉积纯Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为20Ah,基体偏压为120V,电流为80A,温度为220℃。
(4)沉积交替层的第一层Cr层:利用物理气相沉积法沉积Cr层,只开启Cr靶,沉积时间为8Ah,靶材电流为100A,基体偏压为120V,温度为220℃。
(5)沉积交替层的第二层CrN层:利用物理气相沉积法沉积CrN层,只开启Cr靶,冲入N2,沉积时间为5Ah,靶材电流为100A,基体偏压为100V,温度为250℃。
(6)重复(4)、(5)步骤,最外层为CrN涂层。
(7)沉积Cr/C过渡层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为15Ah,Cr靶材电流从130A降低至120A、110A、100A、90A,C靶材电流从40A升高至50A、60A、70A、80A,基体偏压为50~60V,温度为80℃;
(8)沉积Cr-DLC功能层:利用物理气相沉积法沉积Cr/C层,开启Cr和C靶,沉积时间为150Ah,Cr靶材电流40A,C靶材电流60A,基体偏压为50~60V,温度为80℃;
(9)冷却:冷却一个小时,镀膜完成,关闭真空设备。
对比例1
本对比例的刀具涂层厚度为1.5μm。涂层由依次沉积在刀具基体材料上的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层构成。
与实施例3的区别在于,本对比例中应力缓冲层调制周期为400nm,Cr层厚约100nm,CrN层厚约300nm。本对比例涂层的制备方法同实施例3。
对比例2
本对比例提供了一种刀具涂层,其厚度为1.5μm。涂层由依次沉积在刀具基体材料上的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层构成。
与实施例3的区别在于,本对比例中功能层为纯DLC表层,厚度为0.5μm。本对比例涂层的制备方法同实施例3。
对比例3
本对比例提供了一种刀具涂层,其厚度为1.4μm。该涂层与实施例3的区别在于,本对比例中不包括结合层。
本对比例涂层的制备方法同实施例3。
实验例
将实施例1-3制备的涂层刀具用于铣削SAE 323铝合金,加工宽度32mm,深度5mm的槽型。铣削参数为:铣削速度v=300m/min,每齿进给量f=0.15mm/z,铣削深度ap=2mm,铣削宽度ae=0.1mm。切削过程为干式切削。然后进行如下测试:
硬度测试:采用纳米压痕进行测试,测试载荷为20mN,载荷保持时间为5s,保证压头深度不超过涂层厚度的1/10~1/7,减少由于压头压入过深而受到基体硬度的影响所造成的误差。测试20个结果,取平均值。
膜基结合强度测试:采用划痕法对膜基结合强度进行测试,使用设备为瑞士CSM生产的MST型纳米划痕仪。金刚石划痕针头曲率半径100μm,在声发射模式下,采用多点测量求平均值的方法对涂层的结合力进行测试。取10个测试结果,计算平均值。
内应力测试:利用型号为Renishaw InVia的拉曼光谱仪检测涂层样品的内应力。使用的激光波长为514.5nm,Ar+激光器功率为50MW。计算公式:σr为残余应力(GPa),△ω为DLC涂层和石墨的G峰位差(cm-1),ωG为纯石墨的G峰位(cm-1)。涂层的力学性能检测结果如表1所示:
表1涂层的力学性能检测结果
通过表1的数据可以证明:本发明的用于精加工的低摩擦高耐磨的刀具涂层,Cr结合层明显增加了涂层的结合力,Cr/CrN交替层调制周期和调制比的精细调控增加涂层强韧性,在铣削加工过程中很好的避免了涂层的剥落磨损。涂层中存在的超晶格结构令涂层的硬度有了明显提高。掺杂Cr的DLC表层由于Cr的加入大幅度降低涂层的内应力。
将实施例2制备的涂层刀具与无涂层刀具分别加工9m槽型时,测量工件尺寸精度、表面粗糙度,测量结果如表2所示。
表2涂层刀具与无涂层刀具加工槽型对比
经测量,切削工件表面精度较普通刀片提高了70%,表面粗糙度降低了38%,加工效率提高了46%,刀片寿命是普通刀片的5倍。
综上所述,本发明通过对应力缓冲层的调制周期、调制比进行优化,对功能层成分进行优化,以及增加结合层和过渡层,获得了具有较高硬度、韧性、膜基结合强度的刀具涂层,进而使得涂层刀具表面精度、表面光滑度、加工效率和刀片寿命均得到提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种刀具涂层,其特征在于,所述涂层包括依次沉积的结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层;
所述结合层由纯Cr层组成;
所述应力缓冲层由Cr层和CrN层交替叠加而成,其厚度为500nm~1000nm,调制周期10nm~200nm,Cr层与CrN层的调制比0.8~1.5;
所述过渡层由Cr和C元素梯度变化形成;
所述功能层由Cr掺杂DLC形成。
2.根据权利要求1所述的刀具涂层,其特征在于,所述结合层的厚度为10nm~100nm。
3.根据权利要求1所述的刀具涂层,其特征在于,所述过渡层的厚度为10nm~100nm。
4.根据权利要求1所述的刀具涂层,其特征在于,所述功能层的厚度为500nm~1000nm。
5.根据权利要求4所述的刀具涂层,其特征在于,所述功能层中Cr的含量为2.5at%~10.0at%。
6.如权利要求1~5任一项所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,其包括在刀具基体表面沉积涂层,冷却后即完成涂层制备;
所述沉积涂层步骤包括利用物理气相沉积法依次沉积结合层、应力缓冲层、过渡层和功能层。
7.根据权利要求6所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述沉积结合层步骤包括只开启Cr靶,沉积时间为10~20Ah,基体偏压为80~120V,Cr靶材电流为80~130A,温度为180~250℃;所述结合层的沉积厚度为10nm~100nm。
8.根据权利要求7所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述沉积应力缓冲层步骤包括交替沉积Cr层和CrN层;所述沉积应力缓冲层的第一层为Cr层,第二层为CrN层,交替沉积至最外层为CrN层;所述应力缓冲层的沉积厚度为500nm~1000nm,调制周期为10nm~200nm,Cr层与CrN层的调制比0.8~1.5。
9.根据权利要求8所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述沉积Cr层包括只开启Cr靶,沉积时间为1~20Ah,Cr靶材电流为100~130A,基体偏压为80~120V,温度为150~250℃。
10.根据权利要求9所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述沉积CrN层包括只开启Cr靶,充入N2,沉积时间为1~20Ah,Cr靶材电流为100~130A,基体偏压为80~120V,温度为150~250℃。
11.根据权利要求10所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述沉积过渡层步骤包括开启Cr和C靶,沉积时间为10~20Ah,Cr靶材电流从130A降低至90A,C靶材电流从40A升高至80A,基体偏压为50~60V,温度为80~100℃;所述过渡层的沉积厚度为10nm~100nm。
12.根据权利要求11所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述沉积过渡层步骤中Cr靶材电流依次从130A降低至120A、110A、100A、90A,C靶材电流从40A升高至50A、60A、70A、80A。
13.根据权利要求12所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述沉积功能层步骤包括开启Cr和C靶,沉积时间为280~330Ah,Cr靶材电流35~45A,C靶材电流60~80A,基体偏压为50~60V,温度为60~100℃;所述功能层的沉积厚度为500nm~1000nm,所述功能层中Cr的含量为2.5at%~10.0at%。
14.根据权利要求7~13任一项所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述Cr靶材的纯度为100%Cr。
15.根据权利要求11~13任一项所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,所述C靶材的纯度为100%C。
16.根据权利要求14或15所述的刀具涂层的制备方法,其特征在于,按重量份数计,所述刀具基体由90~92份的WC、8~10份Co组成。
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