CN105951039B - 一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，改性立方氮化硼基体及立方氮化硼涂层刀具 - Google Patents

一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，改性立方氮化硼基体及立方氮化硼涂层刀具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，改性立方氮化硼基体及立方氮化硼涂层刀具，该表面粗糙化处理方法包括：1)采用物理气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状不连续的玻璃相层，得涂层基体；所述玻璃相层含有对立方氮化硼基体具有刻蚀性的玻璃相成分；2)将所得涂层基体在保护气氛或弱氧化气氛下进行退火，即得表面粗糙化的改性立方氮化硼基体；所述弱氧化气氛为保护气体与氧化性气体的混合物。本发明的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，通过玻璃相的蚀刻作用，在基体表面形成微纳米绒毛表面，使基体表面粗糙化，从而增加刀具基体和硬质涂层的结合面积，提高硬质涂层与刀具基体的结合力，提高刀具的整体使用性能。

Description

一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，改性立方氮化硼 基体及立方氮化硼涂层刀具
技术领域
本发明属于立方氮化硼复合材料技术领域，具体涉及一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，同时还涉及一种采用所述表面粗糙化处理方法处理所得的改性立方氮化硼基体，及采用该改性立方氮化硼基体的立方氮化硼涂层刀具。
背景技术
现代机械加工朝着高精度、高速、干式切削、环保及低成本的方向发展，立方氮化硼涂层刀具具有高硬度、低磨损、低摩擦等优良的性能，可大大提高金属切削刀具的使用寿命，因此，立方氮化硼涂层刀具越来越多的应用于高要求的机械加工领域。
立方氮化硼涂层刀具是以立方氮化硼(一般为聚晶立方氮化硼)为基体，在其表面形成硬质合金涂层；涂层是硬度较基体低的材料，目的是为了提高刀具表面的断裂韧度，减少刀具的崩刃及破损，延长刀具的使用寿命，扩大其应用范围。如现有技术中CN102328473A在其背景技术中公开了通常在立方氮化硼刀具的表面沉积涂层，由此可有效提高可靠性，现有的立方氮化硼刀具可选的涂层为Ti(C，N)、TiN、(Ti，Al)N、Al2O3等。
立方氮化硼涂层刀具常用的涂层工艺为气相沉积法，包括化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。其中，物理气相沉积是目前较为通用的沉积方法，是通过蒸发、电离或溅射等过程，产生金属粒子并与反应气体反应形成化合物沉积在工件表面。物理气相沉积具有沉积温度低、沉积速度快、涂层内部应力小、绿色环保、成本低的优点，因而得到广泛的应用。
目前，立方氮化硼涂层刀具采用物理气相沉积的方法在立方氮化硼基体上沉积钛基硬质合金涂层，存在的主要问题是涂层和刀具基体之间的结合力不强，导致涂层材料脱落，导致切削时刀具整体性能差。一般认为，物理气相沉积工艺的成膜先驱物到达刀具基体时能量较低，不能寻找到最适合位置，是其结合力有限的主要原因。为了提高氮化钛、氮铝钛等钛基硬质涂层和刀具的结合力，如图1所示，往往在沉积氮化钛硬质涂层或氮铝钛硬质涂层3之前，先在刀具基体1表面形成一层纯钛结合层2。
现有技术中，CN101462386B也公开了一种涂层切削刀具，包括具有涂层的立方氮化硼构成的基体，该涂层包括置于至少两个非金属功能层或者层系统之间的金属中间层，所述金属中间层包括至少60at％的金属元素，所述金属元素从Ti及其他金属中的一种或者多种中选择，并且其中所述至少两个非金属功能层或者层系统是氮化物、氧化物、硼化物、碳化物或者它们的组合中的一种或者多种。其中，所述非金属功能层或者层系统的可以组分是(Al，Ti)N，TiN，Ti(B，N)，TiB2等中的一种或多种。
上述现有技术都引入了钛结合层，但是由于该钛结合层同样采用物理气相沉积工艺制备，采用其作为结合层时，硬质涂层和刀具基体的结合力仍然有限，还不能很好的满足使用的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，在基体表面形成微纳米绒毛表面，使基体表面粗糙化，从而提高基体与硬质涂层的结合力。
本发明的第二个目的是提供一种采用所述表面粗糙化处理方法处理所得的改性立方氮化硼基体。
本发明的第三个目的是提供一种采用该改性立方氮化硼基体的立方氮化硼涂层刀具。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，包括下列步骤：
1)采用物理气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状不连续的玻璃相层，得涂层基体；所述玻璃相层含有对立方氮化硼基体具有刻蚀性的玻璃相成分；
2)将步骤1)所得涂层基体在保护气氛或弱氧化气氛下进行退火，即得表面粗糙化的改性立方氮化硼基体；所述弱氧化气氛为保护气体与氧化性气体的混合物。
所述对立方氮化硼基体具有刻蚀性的玻璃相成分为硅氧化物、锂氧化物中的至少一种。
步骤1)中，所用立方氮化硼基体待涂层表面事先经过喷砂、溶剂清洗处理。将清洗后的立方氮化硼基体置于物理气相沉积系统中进行物理气相沉积。
所述立方氮化硼基体为PCBN(聚晶立方氮化硼)，该PCBN可以是整体PCBN刀具的PCBN，也可以是立方氮化硼复合刀片的PCBN部分。玻璃相层中含有对立方氮化硼基体具有刻蚀性的玻璃相成分，例如，玻璃相层中含有可以蚀刻立方氮化硼晶粒的硅氧化物、可以蚀刻PCBN(聚晶立方氮化硼)晶粒间陶瓷基粘合剂的锂氧化物中的至少一种。通过该玻璃相层在后续高温退火工艺中的刻蚀反应，使PCBN刀具表面形成粗糙的绒面结构，增加刀具基体与后续硬质涂层之间的结合面积，从而提高PCBN刀具基体与硬质涂层的结合力。优选的，所述硅氧化物为SiO2；所述锂氧化物为Li2O。
发明人在实验中发现，硅氧化物在800℃以上的高温下，能够侵蚀PCBN晶体，形成凹陷；同样的，锂氧化物在840℃以上的高温下，能够侵蚀晶粒间陶瓷基粘合剂，形成凹陷。对立方氮化硼基体具有刻蚀性的玻璃相成分包括但不限于上述两种，只要能够对PCBN刀具基体进行刻蚀形成绒面即可。关于玻璃相的刻蚀作用，现有技术CN102543252B中具有类似记载，但其主要是通过刻蚀作用来穿透氮化硅等薄膜层，而非在其表面形成绒面。关于刻蚀的机理，是由于玻璃相层在其和立方氮化硼基体结合的地方起到了降低立方氮化硼熔点的作用，使立方氮化硼表面在高温退火时发生点状的熔融蚀刻，该退火温度显著低于立方氮化硼的熔点或软化点。
优选的，所述玻璃相层为一层SiO2玻璃相层，或一层Li2O玻璃相层，或者一层SiO2玻璃相层与一层Li2O玻璃相层叠加的双层玻璃相层。
步骤1)所述物理气相沉积法中，沉积压力为0.6～1.2Pa。在沉积玻璃相时，应控制玻璃相的生长工艺，使其形成非连续(岛状)的玻璃相层。优选的，采用较高的沉积压力，如0.6～1.2Pa，增加其成核密度，使玻璃相优先进行岛状生长，从而形成高密度的微纳米玻璃相颗粒，该些高密度的微纳米玻璃相颗粒作为蚀刻剂，用于在后续的退火步骤中在基体表面形成高密度的微纳米绒毛粗糙表面，增加基体的比表面积。
优选的，采用磁控溅射的方法沉积形成玻璃相层。一般的，SiO2玻璃相层是采用硅靶，通入氧气为反应气体，经反应磁控溅射沉积形成。Li2O玻璃相层是采用Li2O陶瓷靶，通入氩气为保护气体，经磁控溅射沉积形成。
进一步优选的，采用磁控溅射的方法沉积形成玻璃相层时，溅射偏压为100V，气体流量为20sccm。
步骤1)中，所述玻璃相层的厚度为在玻璃相层的形成过程中，应控制玻璃相的生长厚度，使其仅为数个或数十个原子层厚度，如不使各岛发生连通成片；同时，不使玻璃相层对PCBN刀具产生过多的腐蚀穿透，防止显著降低刀具硬度。可采用小的靶电流控制玻璃相的生长厚度，如20～50A。
步骤2)中，所述退火的温度为800～950℃，保温时间为1～2h。该退火步骤的主要作用是使玻璃相层和PCBN刀具基体发生反应，利用玻璃相层的腐蚀性，在PCBN刀具基体表面形成绒面。一般的，硅氧化物在800℃以上的高温下，能够侵蚀PCBN晶体，形成凹陷；锂氧化物在840℃以上的高温下，能够侵蚀晶粒间陶瓷基粘合剂，形成凹陷。
步骤2)中，弱氧化气氛中氧化性气体的体积百分比为1％～3％。玻璃相层在保护气氛或弱氧化气氛下进行退火，从而在刀具基体表面形成绒面。所述弱氧化气氛为保护气体与氧化性气体的混合物。所述保护气氛为惰性气体，如氮气；保护气氛用于防止PCBN刀具基体在退火过程中和空气中的氧、硫等有害气体发生反应，造成质量下降。采用弱氧化气氛气体是为了进一步氧化玻璃相中的Si、Li，防止因沉积玻璃相层时氧化不充分造成的不能够对PCBN刀具基体表面进行有效的蚀刻的情况。弱氧化气氛中氧化性气体的含量较低，避免使PCBN刀具产生显著氧化。
所述氧化性气体优选N2O。N2O的氧化性相对O2较弱，较低含量的N2O退火足以使Si氧化，同时不会使PCBN刀具发生严重氧化，不影响PCBN刀具的质量。
退火可采用常规退火炉热退火、快速热退火，也可在物理气相沉积设备中直接进行退火。优选在物理气相沉积设备中进行退火，减少设备充气/抽真空的等待时间，同时防止大气条件下各膜层之间的界面污染。
一种采用上述的表面粗糙化处理方法处理所得的改性立方氮化硼基体。所述改性是指玻璃相层蚀刻并对基体表面进行钉扎。钉扎在基体表面的玻璃相层可以去除，也可以保留；优选保留该玻璃相层。
如果保留该玻璃相层，需要指出，在经过退火后，该玻璃相层已经蚀刻并钉扎在基体表面，不是传统意义上完整的薄膜。
本发明的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，是采用气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状不连续的玻璃相层，再在弱氧化气氛下进行退火；通过玻璃相的蚀刻作用，在基体表面形成微纳米绒毛表面，使基体表面粗糙化，从而增加刀具基体和硬质涂层的结合面积，提高硬质涂层与刀具基体的结合力，提高刀具的整体使用性能。
本发明的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，在对刀具基体进行蚀刻时，不采用湿法蚀刻，与真空工艺的兼容性好；也不采用传统的等离子体干法蚀刻工艺，避免引入腐蚀性气体，不会造成真空设备的腐蚀。本发明的表面粗糙化处理方法中，腐蚀性玻璃相层为岛状不连续，在蚀刻作用后可以去除，但优选不进行去除，能形成较好的钉轧效应，进一步提高结合力。
一种立方氮化硼涂层刀具，包括上述的改性立方氮化硼基体，所述改性立方氮化硼基体经过改性的表面上沿远离基体的方向依次设有结合层和硬质涂层。
所述硬质涂层优选钛基硬质涂层，也可以为氧化铝硬质涂层。
所述结合层为钛结合层，厚度为50nm～1μm；所述硬质涂层为钛基硬质涂层，厚度为400nm～4μm。
具有钛基硬质涂层的立方氮化硼涂层刀具的制备方法，是采用物理气相沉积的方法，在改性立方氮化硼基体经过改性的表面上依次沉积形成钛结合层、钛基硬质涂层。
所述钛结合层为纯钛结合层。采用物理气相沉积方法，在改性立方氮化硼基体经过改性的表面上形成一层纯钛结合层；该纯钛结合层用于提高刀具基体与后续的钛基硬质涂层的结合力。纯钛结合层的厚度为50nm～1μm，优选400～800nm。
所述钛基硬质涂层为氮化钛硬质涂层或氮铝钛硬质涂层。采用物理气相沉积的方法，在钛结合层上沉积形成钛基硬质涂层。优选的，所述钛基硬质涂层中的N含量沿远离基体方向呈递增趋势，以优化钛基硬质涂层的界面特性和硬度：接近钛结合层的钛基硬质涂层N含量较低，和钛结合层的界面特性良好；远离钛结合层的钛基硬质涂层N含量较高，提高涂层硬度。
本发明所述的物理气相沉积为磁控溅射或多弧离子镀。
优选的，采用磁控溅射的方法沉积形成纯钛结合层；一般的，纯钛结合层是采用纯钛靶，通入氩气为保护气体，经磁控溅射沉积形成；优选的，氩气的流量为50～80sccm，偏压负100～130V，钛靶电流为60～80A。
优选的，采用反应磁控溅射的方法沉积形成钛基硬质涂层；一般的，钛基硬质涂层是采用钛靶或钛铝靶，通入氮气为反应气体，经反应磁控溅射沉积形成；优选的，在反应磁控溅射过程中，氮气气压由0.2Pa线性升至0.4～0.5Pa，偏压负100V，靶电流为50A。
在反应溅射过程中，氮气气压线性上升，可使钛基硬质涂层中的氮含量沿远离基体方向递增。如在反应溅射过程中维持氮气气压不变，则钛基硬质涂层中的氮含量一致。
在沉积钛基硬质涂层之前，还可以对钛结合层进行氮气等离子体处理，以优化钛结合层与钛基硬质涂层的界面。上述氮气等离子体处理是指在沉积钛基硬质涂层前，首先引发氮气放电，同时保持靶材处于被遮蔽的状态，防止发生钛基涂层的生长，这样氮气等离子体轰击结合层(例如钛结合层)，对其进行轻微的氮化处理，以利于其和后续形成的硬质涂层(氮化钛、氮铝钛等)兼容。
本发明的立方氮化硼涂层刀具，包括改性的立方氮化硼基体，以及位于改性立方氮化硼基体的经过改性的表面上的结合层及硬质涂层。通过玻璃相对立方氮化硼刀具基体的蚀刻作用，在基体表面形成粗糙的绒面结构，增大了刀具基体与硬质涂层的结合面积，从而提高了刀具基体与涂层的结合力；所得立方氮化硼涂层刀具硬度及断裂韧度高，具有良好的切削性能和耐磨性，质量稳定，使用寿命长，适合推广使用。
附图说明
图1为现有技术中的立方氮化硼涂层刀具的结构示意图；
图2为实施例1所得立方氮化硼涂层刀具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，包括下列步骤：
1)对PCBN基体进行喷砂、溶剂清洗之后，将其放入物理气相沉积系统中；
2)采用气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状不连续的玻璃相层，具体为：
采用反应磁控溅射工艺，在PCBN基体表面形成岛状的SiO2玻璃相层；溅射过程中，氧气压力(沉积压力)为0.7Pa，采用较高的沉积压力，保证玻璃相层有限岛状生长；溅射偏压为100V，靶电流20A，氧气流量为20sccm；所得玻璃相层的厚度为(埃)，即得涂层基体；
3)将步骤2)所得涂层基体在弱氧化气氛下进行退火，退火温度为810℃，保温时间为1h，即得表面粗糙化的改性立方氮化硼基体；其中，所述弱氧化气氛为氮气与N2O气体的混合物，N2O气体的体积百分含量为1.5％。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具，如图2所示，包括上述的改性立方氮化硼基体(该改性立方氮化硼基体包括PCBN刀具基体1，所述PCBN刀具基体1的表面具有玻璃相层4，所述改性立方氮化硼基体具有玻璃相层4的表面上，沿远离基体的方向依次设有纯钛结合层2和氮化钛硬质涂层3。所述钛结合层的厚度为400nm，氮化钛硬质涂层的厚度为900nm。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具的制备方法，包括下列步骤：
a)采用磁控溅射的工艺，在改性立方氮化硼基体具有玻璃相层的表面上沉积形成纯钛结合层；溅射过程中，氩气流量为50sccm，偏压负100V，钛靶电流为60A；
b)采用反应磁控溅射的工艺，在纯钛结合层上沉积形成氮化钛硬质涂层；溅射过程中，氮气气压由0.2Pa线性升至0.5Pa，钛靶电流为50A，最终形成厚度为900nm的氮化钛硬质涂层，且氮化钛硬质涂层中的氮含量沿远离基体的方向递增。
实施例2
本实施例的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，包括下列步骤：
1)对PCBN基体进行喷砂、溶剂清洗之后，将其放入物理气相沉积系统中；
2)采用气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状的玻璃相层，具体为：
采用反应磁控溅射工艺，在PCBN基体表面形成岛状的SiO2玻璃相层；溅射过程中，氧气压力(沉积压力)为1.0Pa，采用较高的沉积压力，保证玻璃相层有限岛状生长；溅射偏压为100V，靶电流30A，氧气流量为20sccm；
再采用Li2O陶瓷靶磁控溅射，进一步形成岛状的Li2O玻璃相层；溅射过程中，Ar气压力为0.6Pa，射偏压为100V，靶电流30A，Ar气流量为20sccm；
所得SiO2玻璃相层与Li2O玻璃相层的总厚度为10nm，即得涂层基体；
3)将步骤2)所得涂层基体在弱氧化气氛下进行退火，退火温度为850℃，保温时间为2h，即得表面粗糙化的改性立方氮化硼基体；其中，所述弱氧化气氛为氮气与N2O气体的混合物，N2O气体的体积百分含量为2.0％。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具，包括上述的改性立方氮化硼基体，所述改性立方氮化硼基体具有玻璃相层的表面上，沿远离基体的方向依次设有钛结合层和氮铝钛硬质涂层。所述钛结合层的厚度为700nm，氮铝钛硬质涂层的厚度为2μm。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具的制备方法，包括下列步骤：
a)采用磁控溅射的工艺，在改性立方氮化硼基体具有玻璃相层的表面上沉积形成纯钛结合层；溅射过程中，氩气流量为80sccm，偏压负100V，钛靶电流为60A；
b)采用反应磁控溅射的工艺，在纯钛结合层上沉积形成氮铝钛硬质涂层；溅射过程中，氮气气压由0.2Pa线性升至0.4Pa，钛铝靶电流为50A，最终形成厚度为2μm的氮铝钛硬质涂层，且氮铝钛硬质涂层中的氮含量沿远离基体的方向递增。
实施例3
本实施例的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，包括下列步骤：
1)对PCBN基体进行喷砂、溶剂清洗之后，将其放入物理气相沉积系统中；
2)采用气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状的玻璃相层，具体为：
采用Li2O陶瓷靶磁控溅射，在PCBN基体表面形成岛状的Li2O玻璃相层；溅射过程中，Ar气压力为0.8Pa，射偏压为100V，靶电流30A，Ar气流量为20sccm；所得玻璃相层的厚度为1nm，即得涂层基体；
3)将步骤2)所得涂层基体在弱氧化气氛下进行退火，退火温度为950℃，保温时间为1.5h，即得表面粗糙化的改性立方氮化硼基体；其中，所述弱氧化气氛为氮气与N2O气体的混合物，N2O气体的体积百分含量为1.0％。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具，包括上述的改性立方氮化硼基体，所述改性立方氮化硼基体具有玻璃相层的表面上，沿远离基体的方向依次设有纯钛结合层和氮化钛硬质涂层。所述钛结合层的厚度为500nm，氮化钛硬质涂层的厚度为600nm。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具的制备方法，包括下列步骤：
a)采用磁控溅射的工艺，在改性立方氮化硼基体具有玻璃相层的表面上沉积形成纯钛结合层；溅射过程中，氩气流量为50sccm，偏压负100V，钛靶电流为60A；
b)采用反应磁控溅射的工艺，在纯钛结合层上沉积形成氮化钛硬质涂层；溅射过程中，氮气气压由0.2Pa线性升至0.5Pa，钛靶电流为50A，最终形成厚度为600nm的氮化钛硬质涂层，且氮化钛硬质涂层中的氮含量沿远离基体的方向递增。
实施例4
本实施例的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，包括下列步骤：
1)对PCBN基体进行喷砂、溶剂清洗之后，将其放入物理气相沉积系统中；
2)采用气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状的玻璃相层，具体为：
采用反应磁控溅射工艺，在PCBN基体表面形成岛状的SiO2玻璃相层；溅射过程中，氧气压力(沉积压力)为1.2Pa，采用较高的沉积压力，保证玻璃相层有限岛状生长；溅射偏压为100V，靶电流50A，氧气流量为20sccm；所得玻璃相层的厚度为5nm，即得涂层基体；
3)将步骤2)所得涂层基体在弱氧化气氛下进行退火，退火温度为900℃，保温时间为1.5h，即得表面粗糙化的改性立方氮化硼基体；其中，所述弱氧化气氛为氮气与N2O气体的混合物，N2O气体的体积百分含量为3.0％。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具，包括上述的改性立方氮化硼基体，所述改性立方氮化硼基体具有玻璃相层的表面上，沿远离基体的方向依次设有纯钛结合层和氮铝钛硬质涂层。所述钛结合层的厚度为800nm，氮铝钛硬质涂层的厚度为4μm。
本实施例的立方氮化硼涂层刀具的制备方法，包括下列步骤：
a)采用磁控溅射的工艺，在改性立方氮化硼基体具有玻璃相层的表面上沉积形成纯钛结合层；溅射过程中，氩气流量为70sccm，偏压负100V，钛靶电流为60A；
b)采用反应磁控溅射的工艺，在纯钛结合层上沉积形成氮铝钛硬质涂层；溅射过程中，氮气气压由0.2Pa线性升至0.4Pa，钛铝靶电流为50A，最终形成厚度为4μm的氮铝钛硬质涂层，且氮铝钛硬质涂层中的氮含量沿远离基体的方向递增。
在本发明的其他实施例中，在制备立方氮化硼涂层刀具时，步骤b)中在反应磁控溅射过程中也可维持氮气气压不变(氮气气压取值范围0.2-0.5Pa)，形成的钛基硬质涂层中的氮含量一致。
实验例
本实验例采用涂层附着力自动划痕仪，对实施例1、2所得立方氮化硼涂层刀具进行测试，结果如表1、2所示。
其中，对比例1是直接在PCBN基体上沉积纯钛结合层和氮化钛硬质涂层，没有实现进行沉积玻璃相层和退火的步骤，其余同实施例1；对比例2是直接在PCBN基体上沉积纯钛结合层和氮铝钛硬质涂层，没有沉积玻璃相层和退火的步骤，其余同实施例2。
表1实施例1和对比例1所得立方氮化硼涂层刀具的结合力(N)对比
样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6
实施例1 81 85 79 81 82 80
对比例1 75 70 68 70 73 69
注：上表中样品1-6为平行实验。
表2实施例2和对比例2所得立方氮化硼涂层刀具的结合力(N)对比
样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6
实施例2 75 69 72 73 70 78
对比例2 58 60 68 62 63 59
注：上表中样品1-6为平行实验。

Claims (10)

1.一种立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，其特征在于：包括下列步骤：
1）采用物理气相沉积法在立方氮化硼基体表面形成岛状不连续的玻璃相层，得涂层基体；所述玻璃相层含有对立方氮化硼基体具有刻蚀性的玻璃相成分；
2）将步骤1）所得涂层基体在保护气氛或弱氧化气氛下进行退火，使玻璃相层蚀刻立方氮化硼基体，在基体表面形成绒面，即得表面粗糙化的改性立方氮化硼基体；所述弱氧化气氛为保护气体与氧化性气体的混合物；
所述退火的温度为800～950℃。
2.根据权利要求1所述的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，其特征在于：步骤1）所述物理气相沉积法中，沉积压力为0.6～1.2Pa。
3.根据权利要求1所述的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，其特征在于：步骤1）中，所述玻璃相层的厚度为5Å～10nm。
4.根据权利要求1所述的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，其特征在于：步骤2）中，所述退火的保温时间为1～2h。
5.根据权利要求1所述的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，其特征在于：步骤2）中，弱氧化气氛中氧化性气体的体积百分比为1%～3%。
6.根据权利要求5所述的立方氮化硼基体表面粗糙化处理方法，其特征在于：所述氧化性气体为N2O。
7.一种采用如权利要求1-6中任一项所述的表面粗糙化处理方法处理所得的改性立方氮化硼基体。
8.一种立方氮化硼涂层刀具，其特征在于：包括权利要求7所述的改性立方氮化硼基体，所述改性立方氮化硼基体经过改性的表面上沿远离基体的方向依次设有结合层和硬质涂层。
9.根据权利要求8所述的立方氮化硼涂层刀具，其特征在于：所述结合层为钛结合层，厚度为50nm～1μm；所述硬质涂层为钛基硬质涂层，厚度为400nm～4μm。
10.根据权利要求9所述的立方氮化硼涂层刀具，其特征在于：所述钛基硬质涂层为氮化钛硬质涂层或氮铝钛硬质涂层。
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