涂层及其制备方法和器具与流程

1.本发明涉及金属合金材料领域，特别是涉及一种涂层及其制备方法和器具。


背景技术：

2.刀具切削加工技术的发展对刀具的材料和性能提出了更高的要求，干式、高速以及高精度切削已成为刀具切削发展的重要方向。传统方法通过在刀具表面沉积硬质涂层成为改善和提高刀具切削性能的重要途径。而alcrn是目前广泛使用的三元氮化物硬质涂层，由于其具有高硬度、高耐磨性及抗高温氧化性能等优越性能，成功应用于切削刀具等领域，大大提高了刀具切削性能及使用寿命。但是alcrn的使用温度一般在900℃左右，而刀具在干式高速切削时会使表面温度达到950℃甚至1000℃以上，因而限制了该涂层刀具的使用。为了进一步提高抗高温氧化性能，人们将si等元素添加到crn或alcrn结构中，形成了纳米晶/非晶复合结构，即nc-crn/a-si3n4或nc-alcrn/a-si3n4。整个涂层中以crn或alcrn纳米晶为主体，非晶si3n4作为界面相包裹在crn或alcrn纳米晶周围，合适尺寸的si3n4相能够阻碍位错的滑动及晶粒的相对滑移，并有效阻挡氧元素向涂层内部扩散，提高涂层的硬度以及抗高温氧化性。但这一类纳米晶/非晶复合结构由硬相/硬相组合成，涂层在制备过程中产生的应力无法得到释放，因而其断裂韧性较差，涂层厚度也无法加厚，作为刀具涂层在使用过程中容易崩膜。此外上述涂层在高温下容易与被加工材料发生反应而发生粘连，使得刀具寿命明显降低。


技术实现要素：

3.基于此，有必要提供一种在具有优异韧性和硬度的涂层及其制备方法和器具。
4.本发明提供一种涂层，包括设置于与基底接触的第一涂层以及层叠在所述第一涂层之上的第二涂层，所述第二涂层包括立方结构的alcrn相与金属镍相，其中金属镍相作为界面相包裹在纳米晶相alcrn的周围，所述第一涂层的厚度为0.2μm～1μm，所述第二涂层的厚度为1.5μm～10μm；其中，
5.所述第一涂层的材料组成以原子数量百分比含量计包括20％～35％的铝、10％～25％的铬以及40％～55％的氮；
6.所述第二涂层的材料组成以原子数量百分比含量计包括20％～30％的铝、1％～10％的镍、10％～20％的铬以及45％～55％的氮。
7.在其中一个实施例中，所述第一涂层的厚度为0.3μm～0.6μm。
8.在其中一个实施例中，所述第二涂层的厚度为3μm～7μm。
9.进一步地，本发明还提供一种如上述的涂层的制备方法，包括以下步骤：
10.s10：利用物理气相沉积的方法在所述基底上使用第一涂层材料沉积0.2μm～1μm，制备第一涂层；
11.s20：利用物理气相沉积的方法在所述基底的第一涂层的表面上使用第二涂层材料沉积1.5μm～10μm，制备第二涂层。
12.在其中一个实施例中，所述物理气相沉积的方法选自电弧离子镀和磁控溅射的中的至少一种。
13.在其中一个实施例中，制备第一涂层的时间为10min～40min。
14.在其中一个实施例中，制备第二涂层的时间为1h～10h。
15.在其中一个实施例中，在步骤s10中制备所述第一涂层的气压为0.8pa～8.0pa；和/或
16.在步骤s20中制备所述第二涂层的气压为1.0pa～8.0pa。
17.在其中一个实施例中，在步骤s10之前还包括对所述基底进行离子轰击清洗的步骤：包括通入氩气，调整气压为0.1pa～1.5pa，调整基底偏压为-50v～-300v，利用电弧增强辉光放电电源或者离子源电源，对基底表面进行氩离子刻蚀。
18.本发明还提供一种器具，包括基底，以及附着在所述基底表面的上述的涂层。
19.上述依次形成的第一涂层与第二涂层的复合结构中第一涂层作为过渡层，可以促进涂层与基底等基体间的结合，作为主要支撑的第二涂层主要由立方结构的alcrn相与金属镍相组成，其中金属镍相作为界面相包裹在纳米晶相alcrn的周围，形成纳米复合结构。金属镍相可以起到吸收塑性变形功和断裂功的作用，增强涂层的断裂韧性，此外通过纳米复合结构，可以制备出硬度与韧性俱佳的涂层。
具体实施方式
20.本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
21.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
22.本发明中的词语“优选地”、更优选地”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。
23.当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.本发明提供一种涂层，包括设置于与基底接触的第一涂层以及层叠在第一涂层之上的第二涂层，第二涂层包括立方结构的alcrn相与金属镍相，其中金属镍相作为界面相包裹在纳米晶相alcrn的周围，第一涂层的厚度为0.2μm～1μm，第二涂层的厚度为1.5μm～10μm。
26.其中，第一涂层的材料组成以原子百分比含量计包括20％～35％的铝、10％～25％的铬以及40％～55％的氮，
27.第二涂层的材料组成以原子百分比含量计包括20％～30％的铝、1％～10％的镍、10％～20％的铬以及45％～55％的氮。
28.优选地，第一涂层的组成以原子百分比含量计由包括24％～33％的铝、14％～23％的铬以及47％～53％的氮组成，
29.第二涂层的组成以原子百分比含量计由包括21％～28％的铝、1％～8％的镍、11％～18％的铬以及47％～53％的氮组成。
30.在一个具体示例中，第一涂层的厚度为0.3μm～0.6μm。
31.具体地，第一涂层的厚度可以但不限于是0.3μm、0.4μm、0.5μm或0.6μm。
32.在一个具体示例中，第二涂层的厚度为3μm～7μm。
33.具体地，第二涂层的厚度可以但不限于是3μm、4μm、5μm、6μm或7μm。
34.上述依次形成的第一涂层与第二涂层的复合结构中第一涂层作为过渡层，可以促进涂层与基底等基体间的结合，作为主要支撑的第二涂层主要由立方结构的alcrn相与金属镍相组成，其中金属镍相作为界面相包裹在纳米晶相alcrn的周围，形成纳米复合结构。金属镍相可以起到吸收塑性变形功和断裂功的作用，增强涂层的断裂韧性，此外通过纳米结构间复合，可以制备出硬度与韧性俱佳的涂层。
35.本发明还提供一种涂层的制备方法，包括以下步骤：
36.步骤s10：利用物理气相沉积的方法在基底上使用第一涂层材料沉积0.2μm～1μm，制备第一涂层；
37.步骤s20：利用物理气相沉积的方法在基底的第一涂层的表面上使用第二涂层材料沉积1.5μm～10μm，制备第二涂层。
38.在一个具体示例中，物理气相沉积的方法选自电弧离子镀和磁控溅射的中的至少一种。
39.在一个具体示例中，在步骤s10中，是在氮气气氛下采用电弧离子镀蒸发alcr合金靶材，制备含有铝、铬以及氮的第一涂层；和/或
40.在步骤s20中，是在氮气气氛下采用电弧离子镀蒸发alcrni合金靶材，制备含有铝、铬、镍以及氮的第二涂层。
41.进一步地，制备第一涂层的时间为10min～40min。
42.在一个具体示例中，在步骤s10中制备第一涂层的气压为0.8pa～8.0pa。
43.优选地，在步骤s10中制备第一涂层的气压为1pa～5pa，具体地，上述气压可以但不限于是1pa、2pa、3pa、4pa或5pa。
44.具体来说，制备第一涂层alcrn过渡层包括将基底偏压调至-40v～-300v，通入氮
气，气压控制在0.8pa～8.0pa，开启alcr合金靶弧源，alcr合金靶弧流为80a～250a，沉积alcrn层10分钟～40分钟，得到alcrn层形成的第一涂层作为过渡层。
45.进一步地，制备第一涂层alcrn过渡层包括将基底偏压调至-20v～-250v，通入氮气，气压控制在1pa～5pa，开启alcr合金靶弧源，alcr合金靶弧流为80a～200a，沉积alcrn层10分钟～40分钟，得到alcrn层形成的第一涂层作为过渡层。
46.在一个具体示例中，制备第二涂层的时间为1h～10h。
47.进一步地，在步骤s20中制备第二涂层的气压为1.0pa～8.0pa。
48.优选地，上述气压可以但不限于是1pa、2pa、3pa、4pa、5pa、6pa、7pa或8pa。
49.具体地，制备第二涂层alcrnin功能层可以包括通入氮气并调整气压在1.0～8.0pa，打开alcrni合金靶的电弧靶电源，靶材电流为80a～250a，基体偏压为-30～-250v，制备时间为1h～5h沉积得到alcrnin层的第二涂层，与第一涂层一起作为复合涂层。
50.和/或，制备第二涂层alcrnin功能层包括通入氮气并调整气压在1.0～8.0pa，打开alcrni合金靶的高功率脉冲磁控溅射(hipims)靶电源，alcrni合金靶hipims靶电源功率为1kw～10kw，基体偏压为-20v～-200v，制备时间为2h～10h沉积得到alcrnin纳米复合功能层。
51.优选地，制备第二涂层alcrnin功能层可以包括通入氮气并调整气压在1.0～8.0pa，打开alcrni合金靶的电弧靶电源，靶材电流为80a～250a，基体偏压为-20～-250v，制备时间为1h～5h沉积得到alcrnin层的第二涂层，与第一涂层一起作为复合涂层。
52.和/或，制备第二涂层alcrnin功能层包括通入氮气并调整气压在1.0pa～5.0pa，打开alcrni合金靶的高功率脉冲磁控溅射(hipims)靶电源，alcrni合金靶hipims靶电源功率为1kw～10kw，峰值电压为700v～900v，高功率频率为50khz～70khz，基体偏压为-20v～-200v，制备时间为2h～10h沉积得到alcrnin纳米复合功能层。
53.在一个具体示例中，在步骤s10前还包括对基底进行前处理的步骤。
54.在一个具体示例中，对基底进行前处理步骤包括对基底表面抛光，清洗抛光后的基底并烘干以及离子刻蚀的步骤。
55.具体来说，清洗使用的有机溶剂可以但不限于是丙酮和乙醇中的至少一种。
56.清洗时间为5分钟～20分钟，清洗时间可以但不限于是5分钟、8分钟、11分钟、14分钟、17分钟或20分钟。可以理解地，为了提高清洗效果，可以利用超声进行清洗。
57.进一步地，在清洗基底之后制备第一涂层之前还包括对清洗并烘干后的基底进行离子刻蚀。
58.离子刻蚀的具体步骤为：对镀膜设备真空室抽真空，使本底真空度达到1.0
×
10-3
～1.0
×
10-2
pa；打开真空室内加热器将真空室内温度升高至300℃～580℃；然后通入氩气，气压调整为0.1pa～1.5pa，打开基底转架台偏压电源并设置为-50v～-300v，然后开启电弧增强辉光放电电源或者离子源电源，对基底表面进行氩离子刻蚀20分钟～60分钟。
59.优选地，刻蚀时间为30分钟～60分钟。
60.可以理解地，本发明的涂层制备方法具体如下：
61.清洗：将经过抛光处理的基底进行清洗，然后依次用有机溶剂超声清洗，干燥后装入镀膜设备真空室内；
62.离子刻蚀：对镀膜设备真空室抽真空，打开真空室内加热器将真空室内温度升高；
然后通入氩气，调整气压，打开基底转架台偏压电源，然后开启电弧增强辉光放电电源，对基底表面进行氩离子刻蚀；
63.制备第一涂层alcrn过渡层：调节基体偏压，通入氮气，控制气压，开启alcr合金靶弧源，沉积alcrn层，得到alcrn层；
64.制备第二涂层alcrnin功能层：通入氮气并调整气压，打开alcrni合金靶的电弧靶电源，调节靶材电流和基体偏压，沉积得到alcrnin层；和/或
65.通入氮气并调整气压，打开alcrni合金靶的高功率脉冲磁控溅射(hipims)靶电源，设置alcrni合金靶hipims靶电源功率以及基体偏压，沉积得到alcrnin层；
66.沉积结束后自然冷却，当温度降至100℃以下时，打开真空室取出基底，镀膜过程结束。
67.本发明还更进一步地提供一种器具，包括基底，以及附着在所述基底表面的如上述的涂层。
68.可以理解地，上述器具包括但不限于是刀具、模具或机械零部件。
69.以下提供具体的实施例对本发明的涂层及其制备方法作进一步详细地说明。以下具体实施方式所涉及到的原料，若无特殊说明，均可来源于市售。
70.实施例1
71.本实施例提供一种复合涂层，由alcrn层形成的过渡层以及alcrnin纳米复合功能层组成。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为al为28％，cr为20％，n：52％；alcrnin层中各元素的原子百分比含量为：al为27％，cr为15％，ni为6％，n为52％。
72.上述涂层的制备方法具体为将经过抛光处理的基底放入超声清洗机，然后依次用丙酮、酒精超声清洗15分钟，再用热风吹干后装入镀膜设备真空室内；将镀膜设备真空室抽真空，使本底真空度达到5.0
×
10-3
pa以下；打开真空室内加热器将真空室内温度升高至500℃；然后通入氩气，气压调整为0.5pa，打开工件转架台偏压电源并设置为-220v，然后开启电弧增强辉光放电电源，对基体表面进行氩离子刻蚀35min；将基体偏压调至-120v，通入氮气，气压控制在3.2pa，开启alcr合金靶(al:cr＝67:33at.％)弧源，alcr合金靶弧流为160a，沉积alcrn层20min，得到alcrn层形成的过渡层；调整氮气流量将真空室气压调整为3.5pa，打开alcrni合金靶的高功率脉冲磁控溅射(hipims)靶电源，调整工件转架台转速为3rpm，使工件转架台开始公转，电源功率为8kw，峰值电压为800v，高功率频率为60khz，基体偏压为-80v，沉积时间为5.5小时；沉积结束后自然冷却，当温度降至100℃以下时，打开真空室取出工件，镀膜过程结束。
73.所得alcrn层的厚度为0.5μm，alcrnin功能层的厚度为4.8μm。alcrnin复合涂层的硬度为27gpa，韧性为2.367mpa
·m1/2
。
74.实施例2
75.本实施例提供一种复合涂层，由alcrn层形成的过渡层以及alcrnin纳米复合功能层组成。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为al为32％，cr为17％，n：51％；alcrnin层中各元素的原子百分比含量为：al为29％，cr为16％，ni为2％，n为53％。
76.上述涂层的制备方法具体为将经过抛光处理的基底放入超声清洗机，然后依次用丙酮、酒精超声清洗15分钟，再用热风吹干后装入镀膜设备真空室内；对镀膜设备真空室抽真空，使本底真空度达到5.5
×
10-3
pa以下；打开真空室内加热器将真空室内温度升高至560
℃；然后通入氩气，气压调整为0.5pa，打开工件转架台偏压电源并设置为-200v，然后开启电弧增强辉光放电电源，对基体表面进行氩离子刻蚀55min；将基体偏压调至-100v，通入氮气，气压控制在4.6pa，开启alcr合金靶(al:cr＝67:33at.％)弧源，alcr合金靶弧流为180a，沉积alcrn层25min，得到alcrn层形成的过渡层；调整氮气流量将真空室气压调整为4.5pa，打开alcrni合金靶的电弧靶电源，alcrni合金靶弧流为180a，基体偏压为-120v，调整工件转架台转速为3rpm，使工件转架台开始公转，沉积时间为2.5小时；沉积结束后自然冷却，当温度降至100℃以下时，打开真空室取出工件，镀膜过程结束。
77.所得alcrn层的厚度为0.55μm，alcrnin功能层的厚度为5.1μm。alcrnin复合涂层的硬度为35gpa，韧性为1.794mpa
·m1/2
。
78.实施例3
79.本实施例提供一种复合涂层，由alcrn层形成的过渡层以及alcrnin纳米复合功能层组成。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为al为31％，cr为17％，n为52％；alcrnin层中各元素的原子百分比含量为：al为22％，cr为18％，ni为9％，n为51％。
80.上述涂层的制备方法具体为将经过抛光处理的基体放入超声清洗机，然后依次用丙酮、酒精超声清洗15分钟，再用热风吹干后装入镀膜设备真空室内；对镀膜设备真空室抽真空，使本底真空度达到6.5
×
10-3
pa以下；打开真空室内加热器将真空室内温度升高至520℃；然后通入氩气，气压调整为0.7pa，打开工件转架台偏压电源并设置为-200v，然后开启电弧增强辉光放电电源，对基体表面进行氩离子刻蚀50min；将基体偏压调至-160v，通入氮气，气压控制在2.6pa，开启alcr合金靶(al:cr＝67:33at.％)弧源，alcr合金靶弧流为130a，沉积alcrn层20min，得到alcrn层形成的过渡层；调整氮气流量将真空室气压调整为3.5pa，打开alcrni合金靶的电弧靶电源，alcrni合金靶弧流为150a，基体偏压为-90v，调整工件转架台转速为3rpm，使工件转架台开始公转，沉积时间为3小时；沉积结束后自然冷却，当温度降至100℃以下时，打开真空室取出工件，镀膜过程结束。
81.所得alcrn层的厚度为0.37μm，alcrnin功能层的厚度为6.1μm。alcrnin纳米复合涂层的硬度为26gpa，韧性为2.243mpa
·m1/2
。
82.实施例4
83.本实施例提供一种复合涂层，由alcrn层形成的过渡层以及alcrnin纳米复合功能层组成。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为al为33％，cr为16％，n：51％；alcrnin层中各元素的原子百分比含量为：al为26％，cr为18％，ni为4％，n为52％。
84.上述涂层的制备方法具体为将经过抛光处理的基体放入超声清洗机，然后依次用丙酮、酒精超声清洗15分钟，再用热风吹干后装入镀膜设备真空室内；对镀膜设备真空室抽真空，使背底真空度达到5.5
×
10-3
pa以下；打开真空室内加热器将真空室内温度升高至500℃；然后通入氩气，气压调整为0.4pa，打开工件转架台偏压电源并设置为-220v，然后开启电弧增强辉光放电电源，对基体表面进行氩离子刻蚀40min；将基体偏压调至-120v，通入氮气，气压控制在3.1pa，开启alcr合金靶(al:cr＝67:33at.％)弧源，alcr合金靶弧流为180a，沉积alcrn层20min，得到alcrn层形成的过渡层；调整氮气流量将真空室气压调整为3.9pa，打开alcrni合金靶高功率脉冲磁控溅射(hipims)靶电源，hipims靶电源功率为7kw，峰值电压为800v，高功率频率为60khz，调整工件转架台转速为3rpm，使工件转架台开始公转，沉积时间为4.5小时；沉积结束后自然冷却，当温度降至100℃以下时，打开真空室取出
工件，镀膜过程结束。
85.所得alcrn层的厚度为0.45μm，alcrnin功能层的厚度为3.9μm。alcrnin纳米复合涂层的硬度为33gpa，韧性为1.825mpa
·m1/2
。
86.对比例1
87.本对比例与实施例1相比，仅制备alcrn层。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为al为28％，cr为20％，n：52％。
88.所得基底上alcrn涂层的厚度为0.55μm。涂层的硬度为26gpa，韧性为1.824mpa
·m1/2
。
89.本对比例与实施例1相比，由于去掉了功能层，涂层硬度略有降低，韧性明显降低。
90.对比例2
91.本对比例与实施例1相比，仅在功能层中去掉了al元素。
92.本对比例提供一种crnin纳米复合涂层，由alcrn层形成的过渡层以及crnin纳米复合功能层组成。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为cr为47％，n：53％；crnin层中各元素的原子百分比含量为：cr为42％，ni为7％，n为51％。
93.所得基底上第一涂层的厚度为0.55μm，第二涂层的厚度为5.3μm。整个复合涂层的硬度为16gpa，韧性为2.229mpa
·m1/2
。
94.本对比例与实施例1相比，在功能层中去掉了al元素，所得涂层硬度明显降低，韧性略有降低。
95.对比例3
96.本对比例与实施例1相比，仅改变功能层中各元素含量。
97.本对比例提供一种复合涂层，由alcrn层形成的过渡层以及alcrnin纳米复合功能层组成。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为al为28％，cr为20％，n：52％；alcrnin层中各元素的原子百分比含量为：al为37％，cr为8％，ni为5％，n为50％。
98.所得alcrn层的厚度为0.55μm，alcrnin功能层的厚度为4.9μm。alcrnin纳米复合涂层的硬度为18gpa，韧性为2.064mpa
·m1/2
。
99.本对比例与实施例1相比，在功能层中将al元素含量增加，cr含量降低，所得涂层硬度明显降低，韧性明显降低。
100.对比例4
101.本对比例与实施例1相比，仅调整了功能层沉积过程中的工艺参数。
102.本实施例提供一种复合涂层，由alcrn层形成的过渡层以及alcrnin纳米复合功能层组成。其中alcrn层中各元素的原子百分比含量为al为28％，cr为20％，n：52％；alcrnin层中各元素的原子百分比含量为：al为27％，cr为15％，ni为6％，n为52％。
103.上述涂层的制备方法具体为将经过抛光处理的基底放入超声清洗机，然后依次用丙酮、酒精超声清洗15分钟，再用热风吹干后装入镀膜设备真空室内；将镀膜设备真空室抽真空，使本底真空度达到5.0
×
10-3
pa以下；打开真空室内加热器将真空室内温度升高至500℃；然后通入氩气，气压调整为0.5pa，打开基底转架台偏压电源并设置为-220v，然后开启电弧增强辉光放电电源，对基体表面进行氩离子刻蚀35min；将基体偏压调至-120v，通入氮气，气压控制在3.2pa，开启alcr合金靶(al:cr＝67:33at.％)弧源，alcr合金靶弧流为160a，沉积alcrn层20min，得到alcrn层形成的过渡层；调整氮气流量将真空室气压调整为
3.5pa，打开alcrni合金靶的高功率脉冲磁控溅射(hipims)靶电源，调整工件转架台转速为3rpm，使工件转架台开始公转，电源功率为4kw，峰值电压为600v，高功率频率为60khz，基体偏压为-80v，沉积时间为5.5小时；沉积结束后自然冷却，当温度降至100℃以下时，打开真空室取出工件，镀膜过程结束。
104.所得alcrn层的厚度为0.5μm，alcrnin功能层的厚度为4.8μm。alcrnin复合涂层的硬度为21gpa，韧性为2.083mpa
·m1/2
。
105.本对比例与实施例1相比，所得涂层硬度明显降低，韧性明显降低。
106.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。
107.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。