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PVD和CVD制成的硬質涂層的類型和分類
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佳達

時間 : 2020-03-09 21:14 瀏覽量 : 22

 由于TiN呈金色,因此最初將目標產品用作裝飾等鍍金的替代品,但由于它堅硬且具有降低摩擦系數的作用,因此似乎可用于切削工具。它變成了 例如,通過各種成膜方法涂覆有TiN的各種工具鋼的截面結構。在所有這些橫截面中,觀察表面是傾斜的,并且膜厚度大于實際厚度的兩倍。在HCD方法中,TiN膜正下方的白色層是增強粘附力的Ti膜,熱CVD中TiN正下方的灰色層是通過與基材中的碳反應生成的TiC或TiCN膜。

 由于已經證明了切削刀具上涂層的有效性,因此受到越來越多的關注,其范圍也逐漸擴大。隨著應用范圍的擴大,需要各種性能,并且需要具有優于TiN的性能的膜,并且迄今為止,已經積極地促進了新硬膜的開發。你呢

 新型硬質薄膜的主要開發目標是具有比TiN更高的硬度,能夠降低在非潤滑環境下的摩擦系數,并具有極好的耐熱性(高溫氧化特性)和耐腐蝕性。

?。?)從硬度的角度看硬質膜的種類和用途

 耐磨性的參數之一是硬度,并且TiC和TiCN用作硬度比TiN高的硬質薄膜。由于TiC比TiN更易碎,因此具有中間特性的TiCN(2500-3000HV)通常用于冷鍛和深沖。由于金剛石在地球上的物質中硬度,因此已經開發了各種沉積方法,但是沉積溫度很高(通常為850°C或更高)并且后拋光困難。除了某些原因外,很少有實際產品應用的例子。

?。?)從滑動特性的角度來看硬質薄膜的類型和應用

 硬質涂層的應用領域是工具,其應用目的是改善滑動特性,而降低摩擦系數是所有適用產品共有的最重要因素。如果在潤滑環境(如潤滑油)中使用硬膜,則即使TiN也能充分發揮其潤滑作用。但是,在滑動部件上進行硬膜涂層的最終目的是將其涂在未潤滑的環境中。盡管TiC和TiCN的摩擦系數低于TiN的摩擦系數,但是在非潤滑環境中無法獲得對大多數配合材料的滑動性能的影響。另外,當用于滑動部件時,配偶的侵蝕性也是重要的因素,并且已經開發了諸如CrN和CrVN之類的基于Cr的硬質膜并且其使用案例在增加,但是它們的效果僅在潤滑環境中表現出來。東西 例如,圖3顯示了通過電弧蒸發法涂有CrN的高速工具鋼(SKH51)的截面結構。

 最近,由于DLC薄膜在非潤滑環境中的摩擦系數低,而與其他硬質薄膜相比,無論其配合材料如何,其滑動特性均十分出色,因此備受關注。

?。?)從高溫氧化特性的角度看硬質膜的種類和用途

 當在大氣中使用硬膜時,TiN在550°C時被氧化,TiC和TiCN在450°C時被氧化并變為TiO2,因此該膜的原始特性會喪失。但是,由于TiAlN在700℃左右幾乎不被氧化,因此近來已廣泛用作霧加工和重型切削工具的耐熱硬質膜。作為示例,通過等離子體CVD產生的TiAlN(最外層)/ TiN膜的截面結構以及該截面的GDS分析示例。該膜具有兩相,最外層是TiAlN,下層是TiN膜,可以確認膜中存在氯(Cl)。


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