常用涂層材料進展及超硬涂層技術

點(dian)擊數(shu)：17172018-03-06 09:24:56　來源:

硬(ying)質涂層材料中，工藝最成熟、應用最廣(guang)泛的是TiN。目前，工業發達國(guo)家TiN涂(tu)層高速鋼刀(dao)具的使用率已占(zhan)高速鋼刀(dao)具的50％一70％，有的(de)不(bu)可重磨(mo)的(de)復 雜刀(dao)具的使用率(lv)已超過(guo)90％。由于現代金屬切削對(dui)刀具有很高的技術要求，TiN涂層日益(yi)不能適應。TiN涂層(ceng)的耐(nai)氧化性(xing)較差，使(shi)用(yong)溫度達500℃時，膜層 明顯氧化(hua)而(er)被燒蝕，而(er)且它的硬度也(ye)滿足不了需要(yao)。TiC有較高的顯微硬度，因而該材料(liao)的耐(nai)(nai)磨性能(neng)較好。同時它與基體的附著牢固，在制備多層(ceng)(ceng)耐(nai)(nai)磨涂(tu)層(ceng)(ceng)時，常(chang)將TiC作(zuo)為與基體接觸(chu)的(de)底(di)層膜，在涂(tu)(tu)層刀具(ju)中(zhong)它是十分常用的(de)涂(tu)(tu)層材料。

TiCN和TiAlN的開發(fa)，又使涂層(ceng)刀具的性能上了一個臺階(jie)。 TiCN可(ke)降低涂(tu)層的(de)(de)內應力，提高(gao)涂(tu)層的(de)(de)韌性(xing)，增加(jia)涂(tu)層的(de)(de)厚度，阻止裂(lie)紋的(de)(de)擴散，減少刀具 崩刃。將(jiang)TiCN設置(zhi)為(wei)涂層(ceng)刀(dao)具的(de)主耐磨層(ceng)，可顯著提高刀(dao)具的(de)壽命。TiAlN化學(xue)穩定性好(hao)，抗氧(yang)化磨損，加(jia)工高合金(jin)鋼、不銹鋼、欽合金(jin)、鎳合金(jin)時，比(bi) TiN涂層刀(dao)具提(ti)高壽命3—4倍(bei)。在(zai)TiAlN涂層(ceng)中如(ru)果有(you)較高(gao)的(de)Al濃(nong)度，在(zai)切削時涂(tu)層表面會生(sheng)成(cheng)一層很(hen)薄的非(fei)品態A12O3，形(xing)成(cheng)一(yi)層硬 質(zhi)惰性(xing)保(bao)護膜，該(gai)涂(tu)層(ceng)刀具可更有效地用于高速切削加工(gong)。摻(chan)氧的氮(dan)碳化(hua)鈦(tai)TiCNO具有很高的顯微硬度(du)和化學(xue)穩(wen)定性，可以(yi)產生相當于TiC十A12O3復合 涂層的(de)作用。

在上述硬(ying)質薄膜材料(liao)中，顯(xian)微硬(ying)度HV能夠超過50GPa的(de)有3種：金剛石薄膜、立方氮(dan)化硼(peng)CBN、氮(dan)化碳。