硬質合金刀具CVD塗層技術的發展

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2014-10-31, 週五 18:21; 作者 xjq; 點擊數：462

硬質合金刀具表面塗層過去采用高溫化學氣相沉積（HTCVD）工藝。在常壓或負壓的沉積系統中，將純淨的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等氣體根據沉積物的成分，按一定配比均勻混和，依次塗到具備一定溫度（一般為1000~1050℃）的硬質合金刀片表面，即在刀片表面沉積TiC、TiN、TiCN、Al2O3或者它們的複合塗層。直到現在，HTCVD仍是使用最多的工藝方法，除HTCVD外，還有等離子體化學氣相沉積（PCVD）工藝，它是在硬質合金刀具（刀片）表面塗層的另一種方法，因這種塗層工藝溫度較低（700~800℃），故刀片的抗彎強度降低。因為TiC與基體材料的線膨脹系數最接近，通常用TiC薄層先塗在基體表面上，外面再塗TiN、Al2O3,如TiC/TiN、TiC/Al2O3、TiC/TiCN/TiN等。

後來，發展了各種不同組合的多層塗層。筆者在多次展覽會上調查和統計了瑞典、德國、美國、日本、韓國、以色列和中國各公司的CVD塗層硬質合金刀具產品，塗層材料有以下組合：TiCN/Al2O3、TiCN/TiC/TiN、TiCN/TiC/Al2O3、TiCN/Al2O3/TiN、TiCN/TiC/Al2O3/TiN、TiCN/Al2O3/TiCN、TiN,TiC/TiCN/TiN、TiN/TiCN/TiN等。

可以看出，近年多采用TiCN或TiN作底層，這是因為基體硬質合金有了改進，例如采用了梯度結構，才有可能用TiCN或TiN墊底。此外，TiN塗層不宜單獨使用，因為與硬質合金相比，TiN的硬度提高不多，因此TiN必須與TiC、TiCN、Al2O3等組合使用。

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