CVD法涂复TiC和Al_2O_3的热力学分析

一、引言化学气相沉积(CVD)技术和物理气相沉积(PVD)技术得到了迅速的发展,提供了抗摩擦磨损涂层的新前景。应用于以磨料磨损为主的情况,TiC涂层较好,应用于以擦伤为主的情况,TiN涂层较好,应用于需要高温稳定的情况,Al_2O_3涂层较好。例如CVDTiN涂层的高速钢刀具和模具的寿命分别为未涂层的3～6倍,CVD Al_2O_3涂层的硬质合金(P30)刀具,切削铸铁和高碳钢时,其寿命为涂TiC刀具的2倍,为未涂层刀具的10倍。硬质合金的CVD涂层开始只有TiC单层,发展到TiC-TiN双涂以及TiC-TiN-Al_2O_3三重涂层等。CVD涂层时温度高达800～     

TiC、TiN和Al_2O_3涂层硬质合金刀具的组织和磨损

本文介绍了在常用的C—6硬质合金刀具基体上的四种工业用涂层:①TiC;②TiC/TiCN/TiN;③TiC/Al_2O_3和④TiC/Al_2O_3/TiN的加工性能。对当切削速度为152米/分和213米/分时各种涂层刀具的后面磨损量和月牙洼磨损率作了比较。与其他涂层相比,TiC/Al_2O_3/TiN涂层刀具具有良好的耐磨性和抗月牙洼形成能力。下面按涂层成份和显微组织进行磨损率讨论。     

高速钢涂层刀具及应用

长期以来,随着刀具材料的不断改进,刀具的切削性能已有较大的提高,但是刀具材料韧性与硬度之间的矛盾一直未能够很好的解决。近年来,金属切削刀具表面气相沉积技术的发展为刀具材料解决了这一矛盾。特别是物理气相沉积法(简称PVD法)用于高速钢刀具,使高速钢刀具涂覆TiN或TiC等超     

国外陶瓷刀片牌号对照表及其性能

<正> 表1收集了欧美11家硬质合金和陶瓷刀具生产厂的陶瓷刀具资料,按陶瓷刀片的化学组成分为纯Al_2O_3,增韧陶瓷Al_2O_3+ZrO_2,混合陶瓷Al_2O_3+TiC,Al_3O_2+TiN,Sialon Si_3N_4+Al_2O_3,氮化硅(非Sialon)Si_3N_4,Si_3N_4+Al_2O_3涂层,TiC+TiN     

硬质合金和切削陶瓷刀片在欧美和日本的使用情况

<正> 目前在美国、西欧和日本90%的可转位刀片都是用含TiC、TaC和NbC的WC—Co无涂层硬质合金和TiC、Ti(C,N)、TiN、Al_2O_3涂层硬质合金制造的。应用最广的陶瓷刀具是添加ZrO_2、TiC、TiB_2、Ti(C,N)、Zr(C,N)、SiC的Al_2O_3基陶瓷刀片和添加Y_2O_3、TiC和TiN的Si_3N_4基陶瓷刀片。在日本,陶瓷刀片的使用量占8～10%,在美国占3～4％。     

涂层硬质合金端面铣削结构钢时的工作性能

<正> 采用装涂层硬质合金的刀具在很大程度上能促使结构钢加工效率的提高[1等]。现有好几种涂复涂层的方法,如离子涂复法、气相沉积法、热扩散法等,而且涂层(TiC、TiN、TiC+N等)的相组成和基体是多种多样的,另     

高性能的新型涂层刀片

最近,日本东芝坦葛洛伊公司与日铁超硬工具公司,共同开发了新型涂层刀片,并已投放市场。该刀片在断续切削与重切削中显示出特别优异的性能。采用CVD(化学气相沉积)法在超硬含金表面上涂覆TiC、TiCN、TiN、Al_2O_3、等陶瓷膜,可显著提高刀片耐摩性。但是,这种涂覆处理,虽提高刀片的耐摩性,却降低了切削时的耐缺损性。据研究,CVD涂覆处理的刀具,耐缺损性的指标——抗折力降低到母材的45％-55％。因此,涂层刀片在继续切削与重切削时,效果并不令人满意。究其原因,是由于作为涂层的陶瓷的热膨胀系数,比超硬合金母材大,高温涂覆后,在冷却过程中,涂层比母材的收缩量大,涂层中产生残余拉伸应力,残余应力在断续切削或者任何一种应力负荷作用时,都会促进裂纹的发展。     

美国涂层高速钢刀具发展近况

涂层高速钢刀具是近年来高速钢刀具性能上的重大突破之一。1981年第4届欧洲国际机床展览会(4EMO)上已有20余家厂商首次展出了TiN涂层高速钢刀具—钻头及齿轮刀具。其中多数厂商本身没有高速钢物理气相涂层设备,而是委托专业厂代为涂覆的,以显示该刀具制造厂的生产技术水平能跟上时代。本文介绍美国各厂在工具钢和高速钢工具上进行气相沉积涂层的近况,对其应用的工艺、设备、进一步发展的打算、气相沉积涂层后高速钢刀具切削性能的改进及价格的提高等问题作了比较概括的介绍。     

TiN涂层刀具在车削中切削部分几何形状的影响

<正> 使用物理气相沉积(PVD)技术,在高速钢(HSS)刀具上涂覆一层氮化钛(TiN),可以明显改变刀具与工件材料界面问的条件。虽然早在八十年代TiN涂层高速钢刀具就得到了普遍应用,但对于进一步改变硬涂层刀具切削部分几何形状的工作却做得很少。为了评价切削部分几何形状的影响,采用具有不同前角和后角的TiN涂层高速钢刀具和未涂层高速钢刀具进行了车削试验。除了改变切削角度之     

镀层强度和耐磨性的提高

<正> 研究了TiC、TiN、Tic+TiCN+TiN和TiC+Al_2O_3涂层硬质合金BK6和10K8在车削和铣削45号钢和y8钢时的切削性能。结果表明,镀TiC+Al_2O_3和TiC+TiCN+TiN复合镀层的硬质合金(1255)具有最高的切削性能。对单层涂层切削性能低的原因进行分析后,确定了复合涂层形成时结构的优化途径。例如,在TiC涂层中,碳化物晶粒的尺寸沿厚度向表面增大,并可能超过基体硬质合金碳化物     

涂层硬质合金及其应用

通过化学气相沉积等方法,在硬质合金的表面上涂覆耐磨的TiC或TiN等薄层,是硬质合金研制技术的重要进展。早在1964年,西德克虏伯公司进行了TiC涂层机夹硬质合金刀片的生产试验,1966年获得专利,1968～1969年投入市场。从1966年     

新型的涂层工艺——PVD

早在1800年,瑞士手表研究所首先研制成CVD涂层工艺,主要应用于手表玻璃框上涂敷硬质抗腐蚀涂层。直到本世纪50年代中期,CVD涂层工艺才被应用于涂敷碳化物刀具。目前,美国市场上50％的刀具都采用CVD涂层工艺,用来涂敷例如TiC、TiN和Al_2O_3等较厚的涂层(0.0003～0.0004英寸)。但是,CVD工艺是在>900℃的高温下进行涂敷的,容易     

提高镀层的硬度和耐磨性

对硬质合金刀具县镀层TiC、TiN、TiC TiCN TiN和TiC Al_2O_3工作性能的研究表明,在车削和铣削钢件45~#和T8时,复合镀层TiC Al_2O_3和TiC TiCN TiN硬质合金刀具的工作性能最好。对单一镀层工作性能差的原因分析,能够在形成复合镀层时确定结构的最佳方法。因此,在镀层TiC上,碳化物的晶粒就会     

刃具材料的硬质涂层处理

以涂层高速钢和涂层硬质合金为代表的涂层刃具材料,是正在迅速发展的新型复合工具材料。本文较系统地总结了近几年来在涂层刃具的研究与应用方面取得的成果和新进展;论述了CVD、PVD 和TD 三种基本涂覆技术的原理和方法;阐明了TiC、TiN、Ti(C,N)、Al_2O_3和VC 五种常用涂层的结构、组织及性质;评述了涂层刃具的性能和应用效果;最后,介绍了涂层刃具材料的某些发展动向。     

三涂层硬质合金可转位刀片

<正> 图中所示的涂层硬质合金刀片是第四代产品。在特殊的基体上进行涂复,使刀片除保持必需的韧性外,耐磨性也得到提高。这三层涂层分别是碳化钛(TiC),二氧化二铭(Al_2O_3)和氮化钛(TiN)。TiC的作用是在低速至正常切削速度情况下,使刀具能有较高的耐用度并可与基体很好的粘合,Al_2O_3的作用是在高的切削速度情况下,切削钢和     

复合化学气相沉积法制备厚膜α-Al_2O_3涂层硬质合金刀具

研究了厚膜α-Al2O3涂层硬质合金刀具的涂层设计方法,探索了采用中、高温连续复合化学气相沉积技术(MHT-CVD)生产厚膜α-Al2O3涂层硬质合金刀具的工艺,表征了复合涂层的微观结构,并对厚膜α-Al2O3涂层硬质合金刀具的性能进行了测试。研究表明,通过MHT-CVD工艺生产的厚膜α-Al2O3涂层硬质合金刀具具有比普通TiN涂层硬质合金刀具更佳的切削性能。     

TiN/TiSiN复合涂层显微结构与力学性能研究

采用工业用直流脉冲等离子体增强化学气相沉积(PCVD)法在硬质合金刀具基体上制备了TiN和TiN/TiSiN复合涂层.对TiN涂层和不同沉积温度下制备的三种TiN/TiSiN复合涂层的微观结构和力学性能进行了对比研究.结果表明:随着沉积温度的升高,TiN/TiSiN复合涂层的结合力增大;沉积温度为550℃时,TiN/T...     

TiC-TiN-TiC-Al_2O_3涂层CP3型硬质合金抗弯强度及其分散性的研究

通过X衍射法对CP3型硬质合金涂覆TiC TiN TiC Al2 O3 四层硬质层的组织结构进行了研究 ,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 ,用三点弯曲法测定了涂覆前、后该硬质合金的抗弯强度 ,并应用Weibull统计方法对该材料的抗弯强度及其分散性进行了分析。研究结果表明 :涂层组织由TiC、TiN和Al2 O3 组成 ,涂层中无发达的柱状晶 ,涂层与基体结合良好 ,涂覆后硬质合金的平均抗弯强度从涂覆前的2 119MPa下降到 15 80MPa ,但其抗弯强度的分散性变化不大     

齿轮泵热处理的新工艺

利用气相沉积TiN、TiC、Al_2O_3或其它沉积层来改善金属材料表面的性质,使其得到超硬膜,这项新技术在国内外受到普遍重视。按照气相沉积的性质,可分为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)。CVD 设备简单,绕镀能力强,但沉积温度高达1000℃以上,使金属零件机械性能大大降低;PVD 沉积温度低(400～600℃),沉积速率高,且无公害,但设备昂贵,技术     

刀具涂层技术的应用

自20世纪60年代末化学气相沉积(CVD)涂层硬质合金刀片问世以来,涂层技术被广泛应用于硬质合金可转位刀具的表面处理。而20世纪80年代初,TiN物理气相沉积(PVD)涂层高速钢刀具的出现,又使高速钢刀具的性能发生了革命性的变革。由于涂层技术可有效提高切削刀具的使用寿命,