CN105088127B - 一种涂层及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂层及其制备方法。一种涂层，所述涂层包括依次沉积在基体表面的Cr界面植入层、CrN结合层、AlTiN过渡层、AlTiCN强化层以及AlTiN功能层。上述涂层可有效改善涂层硬度，降低涂层摩擦系数，延长基体使用寿命。

Description

一种涂层及其制备方法

技术领域

本发明涉及工具、模具表面涂层技术领域，尤其涉及一种涂层及其制备方法。

背景技术

目前用于硬质合金刀具的PVD涂层主要是以TiN、TiC、TiAlN、AlTiN、CrN和CrAlN涂层为主，包括它们的单层或多层复合结构涂层。TiAlN和AlTiN具有良好的隔热效果和综合机械性能，是现在许多工业加工的标准选择，市场占有率约为40％。TiAlN涂层Al含量约为50％，高温氧化温度约为900℃；AlTiN涂层由TiAlN发展而来，它比TiAlN具有更高的Al含量(65～70％)，抗氧化性更好，但硬度和耐磨损性能有所下降，因此，需要添加新的元素或采取更优涂层结构设计来进一步改善涂层性能。

在现有TiN、CrN、TiAlN、CrAlN等含N涂层中通过添加C元素以及采用多层或梯度结构设计可有效获得更高耐磨性能和更低摩擦系数涂层，如具备梯度结构的TiCN和TiAlCN涂层、纳米多层结构TiAlN/TiAlCN等。通过查询，得到如下关于在含N涂层中通过添加C元素以及采用多层结构或梯度结构设计来改善涂层性能的中国专利：

申请号为200810071119.2的专利涉及了一种TiAlCN非金属元素线性变化梯度涂层的制作方法，是采用PVD方法进行涂层处理，该涂层处理过程被分成连续的四个时间段，是在第二个时间段内，同时向炉腔内通入氩气Ar、氮气N₂、乙炔气体C₂H₂，其中氩气Ar流量保持不变，氮气N₂的流量匀速下降或上升，乙炔气体C₂H₂的流量则匀速上升或下降；从而形成一个非金属元素线性变化的TiAlCN梯度层，使制备出的涂层具有表面光洁度高，抗脱膜能力强，抗粘刀性能好的优点，而更适合于精加工。该工艺制备的梯度TiAlCN涂层在水溶液冷却下中、低速加工粘性大的材料可发挥出优秀的性能。

申请号为200910193489.8的专利公开了一种TiCN系列纳米梯度复合多层涂层及其制备方法，该纳米梯度复合多层涂层是在硬纸合金、洛氏硬度超过HRC60的铁基工具或模具基体上，依次由TiN膜、梯度变化Ti(C_xN_1～x)膜和TiCN膜组成结构为TiN/Ti(C_xN_1～x)/Ti(CN)纳米复合多层涂层，其中x＝0～0.5。本发明的涂层制备方法包括表面预处理、预加热、表面清洗刻蚀、过渡层制备、梯度层制备和表面层制备等步骤。本发明制备的涂层硬度达到28～32GPa，涂层同基体结合力超过55N，提高了TiCN系列涂层同基体的结合力和耐磨性，提高了工、模具的工作效率和使用寿命。

申请号为201010594825.2的专利公开了一种基体表面的TiAlN/TiAlCN多层膜涂层及其制备方法，该多层膜涂层由TiAlN膜与TiAlCN膜交替层叠形成周期排列，在一个周期中，TiAlN膜与TiAlCN膜的厚度之和为1纳米～20纳米，TiAlCN膜中C原子的原子百分含量为0.1％～5％。本发明的多层膜涂层具有高硬度、低内应力以及高韧性，能够提高基体的切削效率与抗腐蚀性，延长基体的使用寿命。本发明通过高功率脉冲磁控溅射技术沉积该多层膜涂层，通过调节基体的自转和公转速率以及调节对靶的数量，达到控制纳米调制周期的目的。

申请号为201210435916.0的专利提供了一种多层的工具件涂层。例如，工具件可以是用于形成超高强度钢板的模具或冲模。多层的模具涂层可以包括CrN或Ti(C)N接合层、第一TiAlN/CrN纳米多层、和第二TiAlCN/CrCN纳米多层。CrN或Ti(C)N接合层可以涂覆在用于形成钢板的工具件(例如，模具)的基材上。第一TiAlN/CrN纳米多层可以涂覆在CrN或Ti(C)N接合层上而作为中间层。第二TiAlCN/CrCN纳米多层可以涂覆在第一TiAlN/CrN纳米多层上而作为最外表面功能层，且可以包括约1at.％～约30at.％的碳(C)以用于高温和低摩擦。

以上公开专利在改善现有含N涂层硬度、韧性以及降低涂层摩擦系数方面都提出了很好的解决方案，然而以上技术更多强调改善涂层本身性能，对于改善涂层膜基附着力方面未提出很好解决方案。现有技术中提出的纳米多层涂层结构，这种涂层可在一定程度上改善涂层硬度、抗氧化性以及涂层韧性，然而纳米多层涂层的硬度增强不但与单层材料的性能和制备工艺有关，还与涂层的调制周期有关，当在形状复杂的刀具或统一装炉中不同工件表面沉积时很难控制各层的厚度，而且在高温工作环境下各层间的元素互扩散也导致涂层性能发生变化，因此，不适合作为广泛推广的高速切削刀具涂层。

对于高速切削加工用刀具，不仅要求涂层本身具备较高硬度、高耐磨性以及高抗氧化性，对涂层与基体的膜基结合力也提出很高要求。良好的膜基附着力是优异涂层性能发挥的前提。

发明内容

基于此，本发明针对现有涂层性能改善技术不足之处，提出一种硬度较高且耐磨性能较好的涂层及其制备方法。

一种涂层，所述涂层包括依次层叠在基体表面的Cr界面植入层、CrN结合层、AlTiN过渡层、AlTiCN强化层以及AlTiN功能层。

在其中一个实施方式中，所述Cr界面植入层的厚度占所述涂层总厚度的0.5％～1％；所述CrN结合层的厚度占所述涂层总厚度的1％～10％，所述AlTiN过渡层的厚度占所述涂层总厚度的5％～30％；AlTiCN强化层的厚度占所述涂层总厚度的10％～50％，AlTiN功能层厚度占所述涂层总厚度的20％～50％。

在其中一个实施方式中，所述AlTiCN强化层中C元素的摩尔百分含量沿垂直所述AlTiCN强化层的方向梯度增加；所述AlTiCN强化层中C元素含量按原子百分比计为0.1％～5％。

一种涂层的制备方法，包括如下步骤：

(1)基体经过超声波清洗并去除表面水分；

(2)将经预处理后的所述基体均匀固定在支架上并装入电弧离子镀膜机中，将炉腔抽至本底真空0.01Pa以下，同时打开加热器升温至300～550℃；

(3)对所述基体的表面进行辉光清洗；

(4)在所述基体的表面沉积Cr界面植入层及CrN结合层；

(5)在所述CrN结合层的表面沉积AlTiN过渡层；

(6)在所述AlTiN过渡层的表面沉积AlTiCN强化层；

(7)在所述AlTiCN强化层的表面沉积AlTiN功能层。

在其中一个实施方式中，辉光清洗时，打开Ar流量阀通入Ar气，调整真空室约为0.01～1Pa，基体加负偏压300～1000V，对基体进行辉光溅射清洗5～35min；

沉积Cr界面植入层及CrN结合层时：调整基体负偏压至50～200V，开启纯Cr靶，调整靶材电流为100～400A，以Cr离子高能轰击基体1～10min以活化基体表面；打开N₂气流量阀，调整镀膜压力为1～5Pa，温度为200～400℃条件下，沉积CrN结合层1～10min；

沉积AlTiN过渡层时：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为1～5Pa，调整基体负偏压50～200V，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，沉积AlTiN过渡层1～10min；

沉积AlTiCN强化层时：调整N₂流量，同时打开C₂H₂流量阀通入C₂H₂，保持炉腔真空度约为1～3Pa，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，调整基体负偏压50～200V；其中N₂和C₂H₂流量的通入分四步进行，其流量比值P _C2H2：P _N2分别为1:90、2:90、3:90、4:90，每步施加1～10min后关闭；

沉积AlTiN功能层时：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为1～5Pa，调整基体负偏压50～200V，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，沉积AlTiN功能层1～20min；完成镀膜后，刀具随炉降温至200℃以下后取出常温冷却即可。

本发明相比现有技术，具有以下优点：

区别于现有技术中提出的纳米多层结构，本发明涉及的涂层设计主要是考虑刀具涂层更好的结合和多功能化，采用Cr元素对刀具基体进行表面植入，可以提高基体表面活性，以利于后续涂层在基体表面沉积；CrN结合层用于改善涂层与刀具基体的结合；梯度结构的AlTiCN强化层能够改善涂层韧性及强度，C元素的添加起到在切削的时候适应切削环境析出微量C以降低涂层摩擦系数；AlTiN功能层同样可起到在切削的时候适应切削环境生成低摩擦的稳定氧化膜作用。

附图说明

图1为实施例1制备的涂层的立铣刀与对比的立铣刀后刀面磨损量与切削长度的曲线图；

图2为实施例2制备的涂层与对比例的摩擦系数对比曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

一实施方式的涂层，涂层包括依次沉积在基体表面的Cr界面植入层、CrN结合层、AlTiN过渡层、AlTiCN强化层以及AlTiN功能层。

基体可以为高速钢工件或刀具、硬质合金工件或刀具、陶瓷工件或刀具以及不锈钢、淬硬模具等其它金属件制品。

Cr界面植入层的材料为Cr。优选的，Cr界面植入层的厚度占所述涂层总厚度的0.5％～1％。

优选的，CrN结合层以原子百分比计，包括35％～55％的Cr及35％～65％的N。进一步的，CrN结合层的厚度占所述涂层总厚度的0.5％～1％。

优选的，AlTiN过渡层以原子百分比计，包括15％～40％的Al、10％～35％的Ti及30％～60％的N。进一步的，AlTiN过渡层的厚度占所述涂层总厚度的5％～30％。

优选的，AlTiCN强化层中C元素的原子百分比含量沿垂直所述AlTiCN强化层的方向梯度增加；AlTiCN强化层中以原子百分比计，包括15％～40％的Al、10％～35％的Ti及30％～60％的N及0.1％～5％的C。进一步的，AlTiCN强化层的厚度占所述涂层总厚度的10％～50％。进一步优选的，AlTiCN强化层中C元素的摩尔百分含量沿垂直所述AlTiCN强化层的方向自靠近XX层的一侧向远离XX层的一侧梯度增加。

优选的，AlTiN功能层以原子百分比计，包括15％～40％的Al、10％～35％的Ti及30％～60％的N。进一步的，AlTiN功能层的厚度占所述涂层总厚度的20％～50％。

优选的，涂层总厚度为0.5～10μm。

本发明相比现有技术，具有以下优点：

区别于现有技术中提出的纳米多层结构，本发明涉及的多层及梯度涂层结构的设计主要是考虑刀具涂层更好的结合和多功能化，采用Cr元素对刀具基体进行表面植入，可以提高基体表面活性，以利于后续涂层在基体表面沉积；CrN结合层用于改善涂层与刀具基体的结合；梯度结构的AlTiCN强化层能够改善涂层韧性及强度，C元素的添加起到在切削的时候适应切削环境析出微量C以降低涂层摩擦系数；AlTiN功能层同样可起到在切削的时候适应切削环境生成低摩擦的稳定氧化膜作用。

上述涂层的制备方法，包括如下步骤：

步骤S110、基体经超声波清洗并去除表面水分。

当然，如果基体表面干净且干燥，则步骤S110可省略。

步骤S120、将经预处理后的所述基体均匀固定在支架上并装入电弧离子镀膜机中，将炉腔抽至本底真空0.01Pa以下，同时打开加热器升温至300～550℃。

步骤S130、对基体的表面进行辉光清洗。

优选的，辉光清洗时打开Ar流量阀通入Ar气，调整真空室约为0.01～1Pa，基体加负偏压300～1000V，对基体进行辉光溅射清洗5～35min；

步骤S140、在所述基体的表面沉积Cr界面植入层及CrN结合层。

优选的，沉积Cr界面植入层及CrN结合层时：调整基体负偏压至50～200V，开启纯Cr靶，调整靶材电流为100～400A，以Cr离子高能轰击基体1～10min以活化基体表面；打开N₂气流量阀，调整镀膜压力为1～5Pa，温度为200～400℃条件下，沉积CrN结合层1～10min。

步骤S150、在所述CrN结合层的表面沉积AlTiN过渡层。

优选的，沉积AlTiN过渡层时：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为1～5Pa，调整基体负偏压50～200V，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，沉积AlTiN过渡层1～10min。

步骤S160、在所述AlTiN过渡层的表面沉积AlTiCN强化层。

优选的，沉积AlTiCN强化层时：调整N₂流量，同时打开C₂H₂流量阀通入C₂H₂，保持炉腔真空度约为1～3Pa，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，调整基体负偏压50～200V；其中N₂和C₂H₂流量的通入分四步进行，其流量比值P _C2H2：P _N2分别为1:90、2:90、3:90、4:90，每步施加1～10min后关闭。

步骤S170、在所述AlTiCN强化层的表面沉积AlTiN功能层。

沉积AlTiN功能层时：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为1～5Pa，调整基体负偏压50～200V，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，沉积AlTiN功能层1～20min；完成镀膜后，刀具随炉降温至200℃以下后取出常温冷却即可。

上述涂层的制备方法较为简单。

以下结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

应用在淬硬钢模具高速铣削加工的涂层制备方法，包括以下步骤：

(1)刀具预处理：刀具先后经过金属清洗液超声波清洗10min，去离子水漂洗5min，干燥洁净压缩空气吹干表面水分，恒温烘烤箱烘干5min，刀具为硬质合金立铣刀(Φ6mm)；

(2)入炉：将经预处理后的基体均匀固定在支架上并装入电弧离子镀膜机中，将炉腔抽至本底真空0.003Pa以下，同时打开加热器升温至450℃；

(3)辉光清洗：通入Ar气流量阀，调整真空室约为0.03Pa，基体加负偏压700V，对基体进行辉光溅射清洗15min；

(4)沉积Cr界面植入层及CrN结合层：调整基体负偏压至300V，开启纯Cr靶，调整靶材电流为300A，以Cr离子高能轰击基体5min以活化基体表面；打开N₂气流量阀，调整镀膜压力为3Pa，温度为350℃条件下，沉积CrN结合层3min；

(5)沉积AlTiN过渡层：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为2Pa，调整基体负偏压200V，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，沉积AlTiN过渡层8min；

(6)沉积梯度AlTiCN强化层：调整N₂流量，同时打开C₂H₂流量阀通入C₂H₂，保持炉腔真空度约为1.5Pa，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，调整基体负偏压150V；其中N₂和C₂H₂流量的通入分四步进行，首先通入P _C2H2：P _N2＝1:90的气体，施加1min后关闭，然后通入P_C2H2：P _N2＝2:90的气体，施加1.5min后关闭，再次通入P _C2H2：P _N2＝3:90的气体，施加3min后关闭，最后通入P _C2H2：P _N2＝4:90的气体，施加2min后关闭，至此梯度AlTiCN强化层沉积完毕：

(7)沉积AlTiN功能层：调整N2流量，调整炉腔真空度约为2Pa，调整基体负偏压200V，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，沉积AlTiN功能层15min；完成镀膜后，刀具随炉降温至100℃后取出常温冷却即可。

本实施例所得涂层呈紫黑色，检测其中含C量按原子百分比计约为1％，球磨仪球磨测试所得涂层总厚度为1.8μm，采用纳米压痕仪进行显微硬度测量，所得显微硬度达38GPa。图1为本实施例制备的涂层硬质合金立铣刀(Φ6)与相同刀具基体的普通AlTiN涂层铣刀切削寿命曲线对比图。铣削材料：淬硬钢SKD11，硬度62HRC；切削线速度：200m/s。从图1可看出，以200μm的后刀面磨损作为寿命基准，普通AlTiN涂层硬质合金刀具铣削长度为39m左右，本实施例制备的含多层及梯度结构的AlTiCN涂层硬质合金铣刀，其铣削长度达75m，相比普通AlTiN涂层寿命提高了近2倍。切削长度的改善与本发明所制备AlTiCN涂层采用的Cr植入层、CrN结合层、AlTiN过渡层以及C元素梯度变化的AlTiCN强化层、最外层AlTiN功能层等多层结构设计导致的涂层硬度、韧性性的提高，涂层摩擦系数的降低等因素相关。

实施例2：

涂层的制备方法包括以下步骤：

(1)试样预处理：刀具先后经过金属清洗液超声波清洗10min，去离子水漂洗5min，干燥洁净压缩空气吹干表面水分，恒温烘烤箱烘干3min，刀具为高速钢圆片(Φ25mm x5mm)；

(2)入炉：将经预处理后的基体均匀固定在支架上并装入电弧离子镀膜机中，将炉腔抽至本底真空0.003Pa以下，同时打开加热器升温至350℃；

(3)辉光清洗：打开Ar流量阀通入Ar气，调整真空室约为0.03Pa，基体加负偏压700V，对基体进行辉光溅射清洗15min；

(4)沉积Cr界面植入层及CrN结合层：调整基体负偏压至300V，开启纯Cr靶，调整靶材电流为300A，以Cr离子高能轰击基体5min以活化基体表面；打开N₂气流量阀通入N₂，调整镀膜压力为3Pa，温度为300℃条件下，沉积CrN结合层4min；

(5)沉积AlTiN过渡层：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为2Pa，调整基体负偏压200V，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，沉积AlTiN过渡层9min；

(6)沉积梯度AlTiCN强化层：调整N2流量，同时打开C₂H₂流量阀通入C₂H₂，保持炉腔真空度约为2Pa，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，调整基体负偏压150V；其中N₂和C₂H₂流量的通入分四步进行，首先通入P _C2H2：P _N2＝1:90的气体，施加1.5min后关闭，然后通入P_C2H2：P _N2＝2:90的气体，施加2min后关闭，再次通入P _C2H2：P _N2＝3:90的气体，施加3min后关闭，最后通入P _C2H2：P _N2＝4:90的气体，施加2min后关闭，至此梯度AlTiCN强化层沉积完毕：

(7)沉积AlTiN功能层：调整N2流量，调整炉腔真空度约为2Pa，调整基体负偏压190V，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，沉积AlTiN功能层20min；完成镀膜后，刀具随炉降温至80℃后取出常温冷却即可。

本实施例所得涂层呈紫黑色。球磨仪球磨测试所得涂层厚度为2.0μm。使用球盘摩擦测试仪(J&L tech,Tribotester)进行本实施例制备多层及梯度结构AlTiCN涂层耐磨性能及其摩擦系数进行评价，测试条件为：室温，相对湿度为35％，对偶球为直径3mm的轴承钢钢球，对比涂层为相同高速钢基体上涂镀的普通AlTiN。如图2所示，测得本实施例制备的多层及梯度结构AlTiCN涂层摩擦系数为0.38，而普通AlTiN涂层摩擦系数为0.5，摩擦系数的降低是由于所制备AlTiCN涂层中C元素的加入，在摩擦磨损过程中析出了部分C起到了一定的润滑效果引起的。

实施例3

涂层的制备方法包括以下步骤：

(1)刀具预处理：刀具先后经过金属清洗液超声波清洗10min，去离子水漂洗5min，干燥洁净压缩空气吹干表面水分，恒温烘烤箱烘干3min，刀具为高速钢冲棒(Φ8mm)；

(2)入炉：将经预处理后的基体均匀固定在支架上并装入电弧离子镀膜机中，将炉腔抽至本底真空0.003Pa以下，同时打开加热器升温至350℃；

(3)辉光清洗：通入Ar气流量阀，调整真空室约为0.03Pa，基体加负偏压700V，对基体进行辉光溅射清洗15min；

(4)沉积Cr界面植入层及CrN结合层：调整基体负偏压至300V，开启纯Cr靶，调整靶材电流为300A，以Cr离子高能轰击基体5min以活化基体表面；打开N2气流量阀，调整镀膜压力为3Pa，温度为300℃条件下，沉积CrN结合层5min；

(5)沉积AlTiN过渡层：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为2Pa，调整基体负偏压150V，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，沉积AlTiN过渡层10min；

(6)沉积梯度AlTiCN强化层：调整N₂流量，同时打开C₂H₂流量阀通入C₂H₂，保持炉腔真空度约为1.5Pa，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，调整基体负偏压150V；其中N₂和C₂H₂流量的通入分四步进行，首先通入P _C2H2：P _N2＝1:90的气体，施加1.5min后关闭，然后通入P_C2H2：P _N2＝2:90的气体，施加2min后关闭，再次通入P _C2H2：P _N2＝3:90的气体，施加3min后关闭，最后通入P _C2H2：P _N2＝4:90的气体，施加2min后关闭，至此梯度AlTiCN强化层沉积完毕：

(7)沉积AlTiN功能层：调整N₂流量，调整炉腔真空度约为2Pa，调整基体负偏压100V，打开AlTi靶，调节弧源电流300A，沉积AlTiN功能层20min；完成镀膜后，刀具随炉降温至100℃后取出常温冷却即可。

本实施例所得涂层呈紫黑色，采用球磨仪球磨测试所得涂层厚度为2.3μm，采用Hysitron的TI 950Tribo～Indentor纳米硬度计进行显微硬度测量，所得显微硬度达36GPa。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种涂层，其特征在于：所述涂层包括依次层叠在基体表面的Cr界面植入层、CrN结合层、AlTiN过渡层、AlTiCN强化层以及AlTiN功能层；

所述AlTiCN强化层中C元素分布是沿垂直所述AlTiCN强化层的方向梯度增加；所述AlTiCN强化层中C元素按原子百分比计为0.1％～5％；

所述Cr界面植入层的厚度占所述涂层总厚度的0.5％～1％；所述CrN结合层的厚度占所述涂层总厚度的1％～10％，所述AlTiN过渡层的厚度占所述涂层总厚度的5％～30％；AlTiCN强化层的厚度占所述涂层总厚度的10％～50％，AlTiN功能层厚度占所述涂层总厚度的20％～50％。

2.一种涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基体经过超声波清洗并去除表面水分；

(2)将经预处理后的所述基体均匀固定在支架上并装入电弧离子镀膜机中，将炉腔抽至本底真空0.01Pa以下，同时打开加热器升温至300～550℃；

(3)对所述基体的表面进行辉光清洗；

(4)在所述基体的表面沉积Cr界面植入层及CrN结合层；

(5)在所述CrN结合层的表面沉积AlTiN过渡层；

(6)在所述AlTiN过渡层的表面沉积AlTiCN强化层；

(7)在所述AlTiCN强化层的表面沉积AlTiN功能层；

所述AlTiCN强化层中C元素分布是沿垂直所述AlTiCN强化层的方向梯度增加；所述AlTiCN强化层中C元素按原子百分比计为0.1％～5％；

所述Cr界面植入层的厚度占所述涂层总厚度的0.5％～1％；所述CrN结合层的厚度占所述涂层总厚度的1％～10％，所述AlTiN过渡层的厚度占所述涂层总厚度的5％～30％；AlTiCN强化层的厚度占所述涂层总厚度的10％～50％，AlTiN功能层厚度占所述涂层总厚度的20％～50％。

3.根据权利要求2所述的涂层的制备方法，其特征在于：

辉光清洗时，打开Ar流量阀通入Ar气，调整真空室为0.01～1Pa，基体加负偏压300～1000V，对基体进行辉光溅射清洗5～35min；

沉积Cr界面植入层及CrN结合层时：调整基体负偏压至50～200V，开启纯Cr靶，调整靶材电流为100～400A，以Cr离子高能轰击基体1～10min以活化基体表面；打开N₂气流量阀，调整镀膜压力为1～5Pa，温度为200～400℃条件下，沉积CrN结合层1～10min；

沉积AlTiN过渡层时：调整N₂流量，调整炉腔真空度为1～5Pa，调整基体负偏压50～200V，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，沉积AlTiN过渡层1～10min；

沉积AlTiCN强化层时：调整N₂流量，同时打开C₂H₂流量阀通入C₂H₂，保持炉腔真空度为1～3Pa，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，调整基体负偏压50～200V；其中N₂和C₂H₂流量的通入分四步进行，其流量比值P_C2H2：P_N2分别为1:90、2:90、3:90、4:90，每步施加1～10min后关闭；

沉积AlTiN功能层时：调整N₂流量，调整炉腔真空度为1～5Pa，调整基体负偏压50～200V，打开AlTi靶，调节弧源电流50～400A，沉积AlTiN功能层1～20min；完成镀膜后，刀具随炉降温至200℃以下后取出常温冷却即可。