]經檢測，CrAl (C，N)涂層厚度為1850nm，涂層中C元素的原子百分含量為18.06at.% ;N、Al、Cr 元素的原子百分含量分別為 45.34at.%、20.23at.%U6.37at.%涂層的截面形貌呈無明顯取向的非柱狀結構，X衍射圖譜顯示，涂層的衍射峰極其微弱，表明涂層主要為非晶結構；涂層的硬度27.3GPa，彈性模量為528.lGPa，硬模比為0.052。
[0032]對比例2:
[0033]將硬質合金鉆頭依次在工業(yè)除油劑、清洗劑和酒精溶液中超聲波清洗，然后干燥；將干燥后的硬質合金車刀片置于鍍膜室夾具上，抽真空至1.0X10_2Pa ;向鍍膜室內通入Ar，在壓強為3.0X KT1Pa下加熱60min ;再在1.3 X KT1Pa的氬氣氣氛下，基體直流偏壓-150V，脈沖偏壓-350V，刻蝕20min ;最后，同時通入氬氣和氮氣，氮氣與氬氣流量之比為0.33，總壓強保持為2.5 X KT1Pa,打開Cr5tlAl5tl合金靶濺射電源，在基體直流偏壓為-60V下沉積CrAlN涂層180min ;鍍膜完畢后冷卻60min出爐。
[0034]經檢測，CrAlN涂層厚度為1830nm ;N、Al、Cr元素的原子百分含量分別為62.09at.%、24.63at.%U3.28at.% ;涂層的截面形貌呈垂直于界面的柱狀晶結構；涂層的硬度23.52GPa，彈性模量為520.9GPa，硬模比為0.045。
[0035]實施例3:
[0036]將硬質合金車刀片依次在工業(yè)除油劑、清洗劑和酒精溶液中超聲波清洗，然后干燥；將干燥后的硬質合金車刀片置于鍍膜室夾具上，抽真空至1.0X10_2Pa ;向鍍膜室內通入Ar，在壓強為2.0 X KT1Pa下加熱40min ;再在1.0X KT1Pa的氬氣氣氛下，基體直流偏壓-100V，脈沖偏壓-200V，刻蝕30min ;最后，同時通入氬氣和氮氣，氮氣與氬氣流量之比為0.25，總壓強保持為2.5 X KT1Pa,打開Cr7tlAl3tl合金靶濺射電源和石墨靶濺射電源，在基體直流偏壓為-30V下沉積CrAl (C，N)涂層240min ;鍍膜完畢后冷卻60min出爐。
[0037]經檢測，CrAl (C，N)涂層厚度為2870nm，涂層中C元素的原子百分含量為28.91at.% ;N、Al、Cr 元素的原子百分含量分別為 33.95at.%U6.1Oat.%,21.04at.% ；涂層的截面形貌呈無明顯取向的非柱狀結構，X衍射圖譜顯示，涂層的衍射峰極其微弱，表明涂層主要為非晶結構；涂層的硬度29.6GPa，彈性模量為553.7GPa，硬模比為0.053。
[0038]對比例3:
[0039]將硬質合金車刀片依次在工業(yè)除油劑、清洗劑和酒精溶液中超聲波清洗，然后干燥；將干燥后的硬質合金車刀片置于鍍膜室夾具上，抽真空至1.0X10_2Pa ;向鍍膜室內通入Ar，在壓強為2.0 X KT1Pa下加熱40min ;再在1.0X KT1Pa的氬氣氣氛下，基體直流偏壓-100V，脈沖偏壓-200V，刻蝕30min ;最后，同時通入氬氣和氮氣，氮氣與氬氣流量之比為0.25，總壓強保持為2.5 X KT1Pa,打開Cr7tlAl3tl合金靶濺射電源，在基體直流偏壓為-30V下沉積CrAl (C，N)涂層240min ;鍍膜完畢后冷卻60min出爐。
[0040]經檢測，CrAlN涂層厚度為2810nm ;N、Al、Cr元素的原子百分含量分別為56.23at.%、20.88at.%、22.89at.% ;涂層的截面形貌呈垂直于界面的柱狀晶結構；涂層的硬度26.46GPa，彈性模量為546.lGPa，硬模比為0.048。
[0041]通過比較本發(fā)明實施例與對比例所制備的涂層，可以知道，本發(fā)明提供的CrAl (C, N)涂層，其截面形貌呈無明顯取向的非柱狀結構(如圖1所示)，X衍射圖譜顯示，涂層的衍射峰極其微弱(如圖2所示)，表明涂層主要為非晶結構；對比例中CrAlN涂層的截面形貌呈垂直于界面的柱狀晶結構(如圖3所示)；CrAl(C，N)涂層的硬度和硬模比均高于CrAlN涂層，從而可知CrAl (C，N)涂層具有更好的耐磨性。
[0042]上述實施方式旨在舉例說明本發(fā)明可為本領域專業(yè)技術人員實現或使用，對上述實施方式進行修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，故本發(fā)明包括但不限于上述實施方式，任何符合本權利要求書或說明書描述，符合與本文所公開的原理和新穎性、創(chuàng)造性特點的方法、工藝、產品，均落入本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種非晶結構的CrAl (C，N)硬質涂層，其特征在于，所述CrAl (C，N)硬質涂層中C元素含量為10?30at.%。
2.根據權利要求1所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層，其特征在于，所述CrAl (C，N)硬質涂層涂層中涂層中Cr元素含量為5?25at.%’ Al元素含量為15?25at.%，N元素含量為30?60at.%。
3.根據權利要求1所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層，其特征在于，所述CrAl (C，N)硬質涂層的厚度為500?3000nm。
4.一種制備如權利要求1?3任意一項所述的非晶結構的CrAl (C，N)的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、將基體清洗干燥后放入真空鍍膜室； B、將步驟A中所述基體在氬氣保護氣氛下進行加熱； C、將步驟B中加熱后的所述基體經氬離子進行濺射刻蝕； D、使用CrAl合金靶和石墨靶作為沉積靶材，N2作為反應氣體，在氬氣與 氮氣混合氣氛下采用非平衡磁控濺射技術將所述CrAl (C，N)涂層沉積于基 體表面。
5.根據權利要求4所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層的制備方法，其特征在于，所述CrAl合金革巴中Cr與Al的原子比為x: l_x，其中x為0.3?0.7。
6.根據權利要求4所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層的制備方法，其特征在于，步驟A中，所述基體依次在除油劑、清洗劑和酒精溶液中用超聲波清洗。
7.根據權利要求4所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層的制備方法，其特征在于，步驟B所述加熱是在壓強為2.0?4.0X KT1Pa的氬氣保護氣氛下進行，加熱時間為40?10min0
8.根據權利要求4所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層的制備方法，其特征在于，步驟C所述濺射刻蝕，設置真空室壓強為1.0?2.5 X KT1Pa,基體偏壓為-100?-200V的直流偏壓和疊加-200?-500V的脈沖偏壓，刻蝕時間為10?30min。
9.根據權利要求4所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層的制備方法，其特征在于，步驟D中所述非平衡磁控濺射設置真空室總壓強為2.5?4.0X KT1Pa,氮氣與氬氣流量之比為0.25?0.5，基體直流偏壓為-30V?-60V。
10.根據權利要求4或9所述的非晶結構的CrAl(C，N)硬質涂層的制備方法，其特征在于，步驟D中沉積時間為90?240min。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非晶結構的CrAl(C,N)硬質涂層及其制備方法，涉及切削刀具表面涂層技術領域。非晶結構的CrAl(C,N)硬質涂層中Cr、Al、C和N各元素的原子百分含量可變化，并且C元素的原子百分含量為10～30at.％，涂層的厚度為500～3000nm。其制備方法包括：將基體清洗干燥后放入真空鍍膜室，并在氬氣保護氣氛下進行加熱；經氬離子進行濺射刻蝕；使用CrAl合金靶和石墨靶作為沉積靶材，N2作為反應氣體，在氬氣與氮氣的混合氣氛下采用非平衡磁控濺射技術將所述CrAl(C,N)涂層沉積于基體表面。該非晶結構的CrAl(C,N)硬質涂層，具有較高的硬模比，同時硬度在25GPa以上，保證了涂層具有較高的耐磨性能。
【IPC分類】C23C14-35, C23C14-06, C23C14-02
【公開號】CN104532185
【申請?zhí)枴緾N201410808765
【發(fā)明人】趙海波, 鮮廣, 郭盛, 杜昊, 梁紅櫻, 梁雅庭
【申請人】四川大學
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月22日