γ—Al2O3 CVD涂层的显微结构和性能

本工作研究了化学沉积Al2O3涂层的显微结构和磨损性能。800℃下，在硬质合金基体上已预涂有TiN和Ti(C,N)涂层上沉积γ-Al2O3涂层。利用透射显微镜、电子能谱仪和X－射线衍射来检测γ-Al2O3涂层的显微结构和表面形核对γ-Al2O3生长的影响。γ-Al2O3涂层是高密度{111}面挛晶细晶粒结构，并且含有一些残留的S。在所研究的基体上发现γ-Al2O3涂层择向性生长。用金属切削来评定γ-Al2O3涂层刀具的是，γ-Al2O3涂层显示出比k-Al2O3涂层有更好的抗前刀面月牙洼磨损性能。     

晶体组织受控生长的CVDα—Al2O3涂层的沉积、显微结构和特性

本文研究了晶核形成对CVDAl2O3显微结构和涂层性能的影响。实验用α-Al2O3涂层分别按以下条件沉积：（1）未采用成核控制；②采用成核控制并获得了明确的（102），（104）和（100）生长晶体组织。利用X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对实验用涂层的特性进行了分析；对晶体组织受控生长的涂层在车削试验中的耐磨性进行了评估。成核表面的化学特性对于预先设定Al2O3涂层的相结构和生长晶体组织显得至关重要。通过优化成核措施，明显改善了涂层的耐磨性。并且这几种∞-Al2O3涂层典型地由相对较小、无孔隙、无缺陷的晶粒组成。（104）组织结构的α-Al2O3涂层显示出了最佳的耐磨性。[编者按]     

脱β层厚度对CVD涂层硬质合金性能的影响

通过对WC-TiC-(Ta,Nb)C-Co硬质合金在1 300～1 380℃的渗氮气氛处理和随后的脱N烧结制得了不同脱β层厚度的合金基体,通过化学气相沉积(CVD)工艺制成从内到外依次为TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiN的涂层硬质合金。采用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪、抗弯(TRS)和切削试验对合金基体涂层前后的组织特征与性能进行了研究。结果表明,随着脱β层厚度的增加,试样涂层前后的抗弯强度均增加,在厚度达到20μm以上时,增加不明显。CVD涂层硬质合金可转位刀片的抗冲击性能也有相应的规律,而耐磨性则基本上保持一致。     

TiN/TiCN/Al2O3/TiN与TiN/TiCN/Al2O3/TiCNO多层涂层的组织性能比较

目的对比TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层的组织性能。方法采用化学气相沉积(CVD)技术在硬质合金基体上沉积TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN和TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO两种多层涂层。通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的物相和组织形貌,采用纳米力学测试系统测试涂层顶层的硬度和弹性模量,利用显微维氏硬度计和划痕仪分别测量涂层的显微硬度和结合强度,利用往复式多功能摩擦磨损试验机研究涂层的摩擦磨损性能。结果顶层TiN晶粒为柱状晶,顶层TiCNO晶粒呈细针状。与顶层TiN相比,顶层TiCNO硬度更大,抗塑性变形能力更强。与以TiN为顶层的多层涂层相比,以TiCNO为顶层的多层涂层表面粗糙度、摩擦系数较大,结合强度较低。当磨损只发生在顶层时,耐磨性取决于顶层涂层的性能,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率为TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的1.2倍。当磨损进行到顶层与Al_2O_3层界面时,结合强度对耐磨性也有重要影响,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN的磨损体积和磨损率是TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的82%。结论与TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN相比,TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO的顶层TiCNO硬度较大,抗塑性变形能力强,其顶层耐磨性较好。改善TiN/TiCN/Al_2O_3/TiCNO多层涂层表面粗糙度和结合强度将进一步提高该涂层的摩擦磨损性能。     

多层CVD涂层PCBN

肯纳金属公司最近推出CVD多层“铝基”多层涂层新PCBN牌号KB9640,并声称是世界上唯一提供这种整体PCBN基体与最大韧性和CVD铝基涂层相结合制造商,这种结合被认为是抗化学碎裂和月牙洼的最佳保护层。高CBN含量的整体、非常硬的PCBN与CVD铝基多层涂层相结合具有很多优点,包括PCBN基体的高断裂韧性及其在大的切削深度下必然的韧化适应性。可用于两边的多刃刀片获得极具经济价值的利润率。据称与非涂层PCBN牌号比较,CVD铝基多层涂层因其改进的抗月牙洼性能,可提供耐热和抗化学磨损的最好保护,并且延长刀具寿命。高完整性的涂层改…     

TiN/MT-TiCN/Al2O3/ZrCN多层涂层的摩擦磨损性能

采用化学气相沉积(CVD)技术在硬质合金表面沉积TiN/MT-TiCN/Al2O3/ZrCN多层涂层,并对其进行微喷砂处理.采用扫描电镜(SEM)表征涂层的组织结构,利用显微硬度计、纳米压痕仪、划痕测试仪和往复式摩擦磨损实验机(UMT-3)测试涂层的硬度、结合强度和摩擦磨损性能,并与TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiOCN涂层进行比较.结果 表明:TiN/MT-TiCN/Al2O3/ZrCN涂层的磨损机理主要包括磨粒磨损、粘着磨损、氧化磨损和疲劳磨损.相比于摩擦1h,TiN/MT-TiCN/Al2O3/ZrCN涂层摩擦2h,剥落增多,且磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损加剧,磨损率增加了33.3％;摩擦3h,涂层磨粒磨损、粘着磨损和疲劳磨损进一步加剧,但剥落减轻,磨损率较摩擦2h略有降低.摩擦1h,TiN/MT-TiCN/Al2O3/ZrCN涂层的摩擦系数(0.33)比TiN/MT-TiCN/Al2O3/TiOCN涂层(0.39)低;尽管TiN/MT-TiCN/Al2O3/ZrCN涂层韧性好,疲劳磨损较轻,但磨粒磨损严重,且存在明显剥落,磨损率高,耐磨性较差.     

CVD金刚石涂层硬质合金刀具研究进展

CVD金刚石涂层硬质合金刀具结合了金刚石和硬质合金的优异性能,是切削加工的理想材料,具有广阔的发展前景。当前限制CVD金刚石涂层刀具应用的主要问题是金刚石涂层与刀具基体之间的附着性能较差,其主要原因是粘接相Co对CVD沉积存在不利影响以及涂层与基体之间热膨胀系数存在较大差异。本文综述了提高界面结合强度和降低涂层表面粗糙度的方法,重点介绍了在界面添加过渡层来提高界面结合强度,并指出在硬质合金基体和CVD涂层之间添加过渡层和开发纳米CVD涂层是CVD金刚石涂层刀具今后的发展方向。     

Y2O3对WC—8Ni硬质合金物理机械性能和显微结构的影响

本文研究了添加微量Ｙ２Ｏ３对ＷＣ－８Ｎｉ硬质合金物理机械性能和显微结构的影响。研究发现Ｙ２Ｏ３对合金的密度、硬度影响不大，但抗弯强度、耐磨性提高幅度较大，分别为５０．４％和８２．７％，达到并超过ＹＧ８合金性能。利用显微分析方法观察到Ｙ相微粒弥散分布在Ｎｉ相和ＷＣ与Ｎｉ的相界处；过量Ｙ２Ｏ３会生成Ｙ的聚集相；ＷＣ晶粒均匀、细化；孔隙度降低；α－Ｗ２Ｃ相消失。讨论了Ｙ２Ｏ３对显微结构影响的机理。     

超细Al2O3颗粒增强铜基复合材料的显微结构

采用热压烧结法制取了超细Ａｌ２Ｏ３ｐ／Ｃｕ复合材料,对其烧结态,轧制态,退火态的显微组织,拉伸断口及界面进行了观察与分析。     

化学气相沉积硬质合金TiN/TiCN/Al_2O_3/TiN多层涂层的抗氧化性能

对化学气相沉积(CVD)法制备的硬质合金TiN/TiCN/Al2O3/TiN多层涂层试样在600~950℃温度范围内进行了氧化质量增加试验,采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析试样氧化前后相组成及微观组织。结果表明:复合涂层最外层为α-Al2O3时,涂层具有最佳的抗氧化能力;增加TiN/TiCN/κ-Al2O3/TiN复合涂层中TiCN和κ-Al2O3的厚度能大大提高涂层高温抗氧化性。TiN和TiCN涂层经600℃以上氧化后,产物均为金红石结构的TiO2,氧化后TiN/TiCN间的界面消失;经900℃以上氧化时,κ-Al2O3转变为α-Al2O3。     

真空渗硼预处理在CVD金刚石-硬质合金涂层工具中的应用

采用固体粉末真空渗硼工艺，研究了硬质合金工具表面真空渗硼预处理对金刚石涂层附着力的影响，研究结果表明，硬质合金工具通过固定粉末真空渗硼处理，表面生成具有较高稳定性的以CoWB、CoB为主的渗层，经过长时间的金刚石涂层后，硬质合金工具表面出现Co3B和W2Co21B6相，没有单质Co相出现，克服了金刚石沉积中硬质合金表面钴的不利影响，使标志金刚石涂层附着力的压痕测试的临界载荷达到了1500N，并且有着较好的重现性。     

硬质合金WC—TiAlN超硬纳米复合涂层的显微结构、力学性能与应用

利用多阴板电弧离子镀装置在WC－Co硬质合金基体上沉积了WC－Ti(1-x)AlxN纳米复合涂膜。为了获得层状结构，基体座以6rev/min的速度旋转。为了弄清纳米结构涂膜的生长机理，对涂膜的显微结构和力学性能进行了研究。WC－Ti(1-x)AlxN涂膜的显微结构取决于Al含量（x)。通过控制Al阴极的电弧功率密度来改变涂膜中Al含量。随着涂膜中Al含量增大，WC和TiAlN层之间的界面共格性不稳定，并当x增大到0．57时，WC－Ti0.43Al0.57N涂膜则显示出完整的纳米晶体结构，其晶粒尺寸为10nm，与超晶格常数（λ）一致。WC－Ti(1-x)AlxN涂膜内的残余应力与x值无关，其测定值大约为6．5GPa。涂膜的这种高应力通过周期性地涂覆，Ti-WC过渡层降低到4．7GPa。过渡层厚度（Dbuffer)与纳米复合层厚度（Dnc)之比（Dbuffer/Dnc)可达0．8。当Dbuffer/Dnc比为0．3时，涂膜的粘结强度达到最大值即45．5N，而当Dbuffer/Dnc比高于0．3时，涂膜的粘结强度则下降到25N。WC－Ti1-xAlxN涂膜的显微硬度在38GPa-50GPa的范围内，并获得了WC－Ti0.43Al0.57N纳米复合涂膜最高的硬度值。X－射线衍射分析表明，Ti0.43Al0.57N涂膜与只显示出TiAlN(111)和（200）反射线的超硬（H≥40GPa)相呈现相同的结构。同时，透射电子显微镜分析也说明，WC－Ti0.43Al0.57N涂膜是由极其微细（1－10nm)的纳米晶粒组成的。因此，我们认为，涂膜的纳米晶体显微结构对显著提高涂膜的硬度是极其重要的。由于WC－Ti0.43Al0.57N纳米复合涂膜具有最高的硬度和良好的粘结强度，因此，涂覆该涂层的印刷电路板钻头在现场试验中显示出优异的使用性能，其使用寿命比未涂层的钻头提高1倍以上。     

沉积温度对硬质合金金刚石涂层附着力影响的研究

采用宝痕实验、扫描电镜与激光Ｒａｍａｎ光谱分析,实验研究了酸浸硬质合金基底上金刚石涂层的附着力随沉积温度的变化。结果表明,涂层质量随沉积温度降低而显著恶化,涂层应力则随沉积温度提高而上升。从提高涂层附着力的角度考虑,存在一个最佳沉积温度。在较低的沉积温度下,涂层自身的质量较低、力学性能较差,在载荷作用下易于破坏。提高沉积温度,涂层自身的质量可得到改善,但基底中的钴向基底表面扩散的倾向加大,而且热应力增大,会严重降低涂层与基底的附着力。除硬质合金基底的预处理工艺处,沉积工艺对金刚石涂层的组织、性能以及附着力均有重要影响。     

等离子喷涂Al2O3与Cr2O3涂层性能的研究

对等离子喷涂Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３涂层耐蚀性和耐磨性的试验研究表明,在３．５％ＮａＣｌ介质中,Ａｌ２Ｏ３涂层耐蚀性优于Ｃｒ２Ｏ３涂层;在滑动磨损条件下,Ｃｒ２Ｏ３涂层的耐磨性优于Ａｌ２Ｏ３涂层。     

WC基硬质合金CVD涂层的组织与性能

利用X射线衍射研究了CP3型硬质合金涂覆 5层 (TiC TiNC TiC TiCN TiN)硬质层的组织 ,用扫描电镜观察了涂层的断口形貌 ,用划痕法测定了涂层与基体的结合力 ,用三点弯曲方法测定了涂覆前后硬质合金的抗弯强度 ,并用Weibull统计方法对其进行了分析。结果表明 :涂层组织由TiC ,TiC0 .2 N0 .8和TiN组成 ,涂层中无发达的柱状晶 ,涂层与基体结合良好 ,涂覆后硬质合金的抗弯强度有所下降 ,但分散性却减小     

喷砂添加微裂纹对CVD涂层硬质合金综合性能的影响

本文采用干喷砂法对CVD涂层硬质合金进行表面处理,在涂层中添加了不同裂纹间距的微裂纹.通过4种不同裂纹间距的横向断裂强度(TRS)样品和涂层硬质合金刀片样品,借助断裂强度试验机、X射线应力检测仪、扫描电镜、压痕试验机和切削试验,研究了微裂纹间距对涂层硬质合金横向断裂强度、残余应力、涂层结合强度、刀片抗崩裂性和耐磨性的影...