硬质合金涂层工艺

硬质合金涂层最常用的方法是高温化学气相沉积法(简称HTCVD法),是在常压或负压的沉积系统中,将纯净的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等气体或蒸气,按沉积物的成分,将其中的有关气体,按一定配比均匀混合,依次涂到一定温度(一般为1000℃~1050℃)的硬质合金刀片表面,即在刀片表面沉积TiC、TiN、Ti(C,N)或Al2O3或它们的复合涂层。反应方程式概括如下:TiCl4+CH4+H2TiC+4HCl+H2 TiCl4+½N2+2H2TiN+4HClTiCl4+CH4+½N2+H2→Ti(CN)+4HCl+H22A1Cl3+3CO2+3H2→Al2O3+3CO+6HCl用PCVD(等离子体化学气相沉积)法在硬质合金刀片表面进行涂层也得到应用,因涂层工艺温度较低(700°~800°),故刀片的抗弯强度降低的幅度较小,对铣刀片比较适宜。

涂层前,基体刀片表面须净化,切削刃部位应钝化。涂层后,因涂层材料与基休材料的线膨胀系数存在差异,故涂层刀片表面不可避免地产生残余张应力而使刀片抗弯强度降低。通常用TiC薄层先涂在基体表面上,因TiC的线膨胀系数与基体材料最接近;外面再涂TiN、Al2O3等。过去,单涂层材料均用TiC,双层涂层材料多用TiC/TiN、TiC/Al2O3等,三层涂层材料多用TiC/Ti(C,N)/TiN、Tic/Al2O3/TiN等。近年,随着基体材料的改进,涂层材料也有用TiN垫底的,即TiN/TiC/TiN等涂层材料还有HfN、MoS2等。

 

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