本發(fā)明屬于銑刀涂層，涉及一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層。
背景技術(shù)：
1、鋼洗銑刀作為現(xiàn)代機(jī)械加工領(lǐng)域的重要工具，其歷史可追溯至工業(yè)革命時(shí)期金屬加工技術(shù)的突破。早期的銑削工具多由碳素鋼制成，雖具備一定硬度，但受限于材料性能，加工效率與精度難以滿足復(fù)雜零件的生產(chǎn)需求，隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)刀具性能的要求也越來越高，然而高速切削時(shí)刀尖溫度可達(dá)800-1000℃，未涂層刀具會(huì)發(fā)生擴(kuò)散磨損和氧化磨損，已涂層的刀具也可能會(huì)因?yàn)橛捕炔蛔愣p刀具，進(jìn)而影響刀具的使用性能和使用壽命，涂層技術(shù)的應(yīng)用仍在不斷尋求優(yōu)化。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，本發(fā)明在較低溫度下實(shí)現(xiàn)銑刀表面的納米復(fù)合涂層的附著，各涂層相互協(xié)同，整體上提高銑刀的硬度，從而適用于加工高硬的高合金模具鋼。
2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，所述納米復(fù)合涂層的制備方法包含如下步驟：
4、步驟x1、將銑刀超聲波清洗，吹干，干燥，離子刻蝕，得到處理后的刀具；
5、步驟x2、將處理后的刀具進(jìn)行第一hipims沉積，得到第一涂層；
6、步驟x3、在第一涂層上進(jìn)行第二hipims沉積，得到第二涂層；
7、步驟x4、在第二涂層上進(jìn)行高頻偏壓輔助沉積，即得。
8、進(jìn)一步地，步驟x1所述超聲的參數(shù)為，超聲頻率為50-60khz，超聲功率為250-350w，超聲時(shí)間為20-30min；所述吹干使用的是高純氮?dú)?；所述干燥指的是，?0℃真空干燥。
9、進(jìn)一步地，步驟x1所述離子刻蝕指的是，在氣體流量為40-60sccm的ar氣氛下，維持鍍膜腔室壓力為0.5pa，設(shè)置偏壓電壓為-800v，離子轟擊20-30min。
10、進(jìn)一步地，步驟x2所述第一hipims沉積指的是，以al70ti30為靶材，設(shè)置真空度為0.3pa，脈沖峰值電流密度為1.3-1.7a/cm2，脈沖頻率為510-550hz，基底偏壓為-45至-55v，脈寬為48-52μs，氬氣流量為30-50sccm，于440-460℃下進(jìn)行沉積，沉積時(shí)間為5-7min，沉積厚度為1.2-1.6μm。
11、進(jìn)一步地，步驟x3所述第二hipims沉積指的是，以al靶和ti80si20靶為靶材進(jìn)行雙靶沉積，設(shè)置真空度為0.25pa，基底偏壓為-60至-80v，氬氣流量為25-35sccm，于400-440℃下進(jìn)行沉積，沉積時(shí)間為4-5min，沉積厚度為0.4-0.6μm。
12、進(jìn)一步地，所述al靶的峰值電流密度為0.8-1.2a/cm2，脈沖頻率為280-320hz，脈寬為50-70μs。
13、進(jìn)一步地，所述ti80si20靶的峰值電流密度為0.6-1a/cm2，脈沖頻率為350-450hz，脈沖時(shí)間為30-50μs。
14、進(jìn)一步地，步驟x4所述高頻偏壓輔助沉積具體操作為，以tisi靶為靶材，設(shè)置高頻偏壓的頻率為100khz，電壓為-200v，氮?dú)夥謮簽?.4pa，氬氣分壓為0.1pa，升溫至495-505℃后，沉積30-40min，沉積厚度為0.6-1μm。
15、本發(fā)明的有益效果：
16、（1）本發(fā)明在清洗銑刀之后通過離子刻蝕在基體表面形成納米級(jí)粗糙度，并通過離子轟擊活化表面，增強(qiáng)涂層附著力；進(jìn)而進(jìn)行第一hipims沉積，實(shí)現(xiàn)良好的涂層結(jié)合和結(jié)構(gòu)致密化，強(qiáng)化涂層與基體之間的結(jié)合力；接著進(jìn)行第二hipims沉積構(gòu)建過渡層，al靶和tisi靶的同步工作，使得al、ti、si原子在等離子體中充分混合并與氮反應(yīng)，避免應(yīng)力集中導(dǎo)致的微裂紋，維持涂層的高硬度穩(wěn)定性；最后利用高頻偏壓誘導(dǎo)形成納米晶表層，協(xié)同賦予納米復(fù)合涂層高硬度性能。
17、（2）銑刀即硬質(zhì)合金中通常會(huì)使用co作為粘合劑，然而co相在高溫下容易析出，進(jìn)而導(dǎo)致基體晶界弱化，產(chǎn)生微孔洞和裂紋，本發(fā)明制備過程中最高沉積溫度≦505℃，通過較低溫度避免硬質(zhì)合金基體中co相的析出，使基體保持高剛性，為涂層提供穩(wěn)定支撐，防止切削載荷下涂層因基體變形而開裂或剝落，間接維持涂層的有效高硬度。
18、（3）本發(fā)明在較低溫度下實(shí)現(xiàn)銑刀表面的納米復(fù)合涂層的附著，各涂層相互協(xié)同，從整體上提高硬度。
1.一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：所述納米復(fù)合涂層的制備方法包含如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：步驟x1所述超聲的參數(shù)為，超聲頻率為50-60khz，超聲功率為250-350w，超聲時(shí)間為20-30min；所述吹干使用的是高純氮?dú)猓凰龈稍镏傅氖?，?0℃真空干燥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：步驟x1所述離子刻蝕指的是，在氣體流量為40-60sccm的ar氣氛下，維持鍍膜腔室壓力為0.5pa，設(shè)置偏壓電壓為-800v，離子轟擊20-30min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：步驟x2所述第一hipims沉積指的是，以al70ti30為靶材，設(shè)置真空度為0.3pa，脈沖峰值電流密度為1.3-1.7a/cm2，脈沖頻率為510-550hz，基底偏壓為-45至-55v，脈寬為48-52μs，氬氣流量為30-50sccm，于440-460℃下進(jìn)行沉積，沉積時(shí)間為5-7min，沉積厚度為1.2-1.6μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：步驟x3所述第二hipims沉積指的是，以al靶和ti80si20靶為靶材進(jìn)行雙靶沉積，設(shè)置真空度為0.25pa，基底偏壓為-60至-80v，氬氣流量為25-35sccm，于400-440℃下進(jìn)行沉積，沉積時(shí)間為4-5min，沉積厚度為0.4-0.6μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：所述所述al靶的峰值電流密度為0.8-1.2a/cm2，脈沖頻率為280-320hz，脈寬為50-70μs。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：所述ti80si20靶的峰值電流密度為0.6-1a/cm2，脈沖頻率為350-450hz，脈沖時(shí)間為30-50μs。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于高硬度模具鋼洗銑刀的納米復(fù)合涂層，其特征在于：步驟x4所述高頻偏壓輔助沉積具體操作為，以tisi靶為靶材，設(shè)置高頻偏壓的頻率為100khz，電壓為-200v，氮?dú)夥謮簽?.4pa，氬氣分壓為0.1pa，升溫至495-505℃后，沉積30-40min，沉積厚度為0.6-1μm。