复合离子镀硬质涂层关键技术及其应用

854 编辑：中冶有色技术网来源：广东工业大学

2023-03-27 11:48:17

1、主要技术发明

本技术在国家自然科学基金等多项国家、省部级项目的支持下，围绕复合离子镀技术、高端硬质涂层设计、绿色制备与应用开展关键共性技术研究，发明了复合离子镀硬质涂层技术及装备，实现弯道超越，获得性能优于传统PVD的硬质防护涂层，解决了我国缺少高端镀膜装备和先进硬质涂层精细化设计的难题。主要技术发明有：

1)技术发明一、发明了复合离子镀硬质涂层技术。发明了多离化源耦合增强的复合离子镀装备与技术，率先构建PVD薄膜沉积等离子体探测系统，研究了各种沉积源粒子束流的等离子体特性，建立了沉积等离子体性质与涂层结构及性能之间的关联;发明了积等离子体特性-涂层结构、性能联控技术;发明了采用气体离子和高功率脉冲溅射高能离子轰击复合轰击清洗改善涂层结合力、梯度和复合涂层成分设计改善涂层性能的新方法;发明了耦合纳米多层和纳米复合结构的多元多层刀具涂层，并取得良好切削应用效果。

2)技术发明二、发明了复合离子镀制备硬质氮化物涂层的新技术。发明了纳米多层结构抑制涂层软质相生成的新方法，构建了共格层间界面的能量模型，发明了软质相与硬质相外延生长的新方法，实现涂层综合性能的协同提升;发明了电弧-溅射复合沉积降低氮化物涂层内应力、实现涂层性能精细调控的新方法;开发出系列多元多层氮化物刀具涂层并取得应用。

3)技术发明3、复合离子镀制备复合碳基薄膜新技术。发明多源复合涂层技术制备低应力、低摩擦、高耐蚀碳基薄膜的新方法;发明了高功率脉冲溅射-电弧复合技术制备碳膜，解决了高硬度和低摩擦系数的矛盾。相关产品已通过军工企业认可，成功应用于航空件，如直升飞机转向液压杆曲柄、折叠翼飞机折叠机构阀门等，大幅提高了相关装备的快速应激能力及服役寿命，促进了我国的强军及国防建设。

2、应用领域及效果

经济效益：基于复合离子镀硬质涂层关键技术，本技术所研制相关涂层刀具产品已在深圳科汇纳米技术有限公司、东莞凌杰精密工具有限公司、株洲欧科亿数控精密刀具有限公司、深圳粤牛科技有限公司、宁波江北瑞斯特刀具有限公司、株洲华锐精密工具有限公司、浙江力锋精密工具有限公司、自贡希力数控工具有限公司、东莞凤岚中机融耀数控工具厂等企业应用，相关涂层刀具产品达到国际先进水平，共计累计新增销售额7.61亿元及新增利润1.51亿元，取得了良好的应用成果与社会经济效益。

社会效益：本技术成果支撑了国产PVD涂层刀具的理论创新和批量化生产，为难加工零件制造提供了保证;培养博士后4人、博士4名、硕士32名、社会技术人才100余名;扩大了涂层刀具应用范围，促进了高速干式切削等绿色制造技术发展，保护了环境，符合我国未来制造业的发展趋势;扩大了我国涂层刀具的应用范围，增强了行业对涂层刀具高质制造、高效切削性能的认识。掌握了世界先进技术，缩小了与发达国家的技术差距，促进行业发展，提高了综合国力。

3、成果支撑(专利、获奖等)

本技术围绕国内高端制造业对物理气相沉积硬质涂层及装备的应用需求，从涂层材料及工艺设计到制备涂层的装备开发，开展集成技术系统研究。目前已发表SCI论文40余篇，论文总被引两千多次，取得了良好的学术价值;已授权中国发明专利30项、授权国际专利1项;主导制定了3项国际标准，其中1项已颁布，2项已通过技术委员会投票;获得广东省技术发明奖1项、国防技术发明奖1项，行业协会科技进步奖2项;知识产权已成功在企业生产中实现成果转化，在电子制造精密刀具骨干企业和航空骨干企业获得应用，已累计实现直接经济效益7.95亿元，摆脱了对国外产品和技术的严重依赖，推动了我国装备制造业等相关领域技术进步。

声明：

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