科创中国

本实用新型公开了一种碳‑过渡金属硼化物复合涂层和切削工具，涉及陶瓷涂层技术领域。碳‑过渡金属硼化物复合涂层包括：层状结构设置的碳掺杂的过渡金属硼化物层和类金刚石层；沿碳掺杂的过渡金属硼化物层至类金刚石层的方向，碳掺杂的过渡金属硼化物层中碳含量梯度递增。本实用新型缓解了现有过渡金属硼化物涂层或掺杂的过渡金属硼化物涂层耐磨性差、硬度需进一步提升以及与基体结合力差的问题，本实用新型通过设置类金刚石层能够降低涂层接触面的摩擦系数。

本实用新型的目的之一在于提供一种碳-过渡金属硼化物复合涂层，通过设置类 金刚石层能够降低涂层接触面的摩擦系数，通过梯度式碳掺杂的过渡金属硼化物层的过渡，使得整个复合涂层不仅与基体结合力好，而且两层之间的结合力更强，复合涂层硬度高，不易脱落。本实用新型的目的之二在于提供一种包含所述的碳-过渡金属硼化物复合涂层的切削工具，具有与上述碳-过渡金属硼化物复合涂层相同的优势。第一方面，提供了一种碳-过渡金属硼化物复合涂层，包括：层状结构设置的碳掺杂的过渡金属硼化物层和类金刚石层；沿所述碳掺杂的过渡金属硼化物层至所述类金刚石层的方向，所述碳掺杂的过渡金属硼化物层中碳含量梯度递增。

过渡金属硼化物如ReB2UrBnWBJBhTiB2XrB2等是近年来发展起来的新一代 超硬材料，不仅具有尚达50GPa的硬度，还具有尚的恪点、化学惰性、耐尚温氧化性能以及良 好的导热和导电性能，而且与铝合金、钛合金等有色金属及合金具有低的化学亲和力，是一 种具有应用前景的新型超硬涂层材料，有望用于航空航天领域难加工材料的切削加工，以 取代目前价格高昂的PCD及PCBN等进口刀具。但是，较高的摩擦系数影响了过渡金属硼化物 涂层应用。

发明人:唐永炳;蒋春磊;项磊;石磊;孟醒 联系方式:0755-86392458 中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本实用新型的复合涂层使用时碳掺杂的过渡金属硼化物层置于基体上，类金刚石 层置于碳掺杂的过渡金属硼化物层上，碳掺杂的过渡金属硼化物层中C含量(碳粒子数量） 沿涂层厚度梯度递增，涂层与基体接触面C含量较少，基本全部为硼化物，增强涂层与基体 的结合力；类金刚石层能够降低涂层在使用时的摩擦系数，提高涂层摩擦性能；同时，通过 碳掺杂的过渡金属硼化物层中C的梯度过渡，使得碳掺杂的过渡金属硼化物层与类金刚石 层的接触面成分相近，这样可以增强两层之间的粘结力，提高复合涂层的整体性，得到的复 合涂层硬度高、摩擦系数小、结合力强且不易脱落。

技术合作

本实用新型实施例2-3得到的复合涂层摩擦系数低，涂层 硬度高，与基体结合力好，无剥落现象产生。

[0124] 本实用新型结构的碳-过渡金属硼化物复合涂层性能明显好于对比例1-3的涂层 性能。

[0125] 尽管已用具体实施例来说明和描述了本实用新型，然而应意识到，在不背离本实 用新型的精神和范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利 要求中包括属于本实用新型范围内的所有这些变化和修改。