微波-熔盐热处理在CBN表面形成TiN类石墨烯晶体

用Ti和CBN粉体，通过微波-熔盐处理法在CBN表面反应生成氮化物材料，利用XRD、SEM和EDS对涂层的化学组成、相组成和微观结构进行分析和表征。结果表明:经过熔盐处理，在CBN表面形成TiN、Ti₂N、TiN_0.3和TiB₂组织。粗粒度的CBN表面形成的涂层厚度约2.8 μm，涂层表面有许多微小孔洞；当CBN较细时，CBN表面形成纳米花蕾状组织，花蕾状涂层组织由许多氮化钛纳米棒和片状组织构成。此外，CBN颗粒间还存在许多TiN类石墨烯晶体组织，厚度约40~90 nm。      

TiN颗粒增强AgCuTi合金钎焊CBN磨粒的界面微结构

向Ag-Cu-Ti合金中加入TiN颗粒组成复合钎料.在加热温度920 ℃和保温时间5 min的工艺下进行立方氮化硼(CBN)磨粒与45#钢基体的连接实验.运用三维视频显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析TiN颗粒、Ag-Cu-Ti合金、CBN磨粒和钢基体之间的结合界面的微观组织结构.结果表明:加入的TiN颗粒在结合剂层中分布均匀、致密,且显著细化了结合剂层(复合钎料层)显微组织,提高了结合剂层的显微硬度;加入TiN颗粒后仍可确保结合剂层与钢基体之间的良好结合;复合钎料对CBN磨粒有好的润湿性,TiN颗粒未对CBN磨粒与结合剂层的界面化学反应造成负面影响,实现了对CBN磨粒的牢固连接.     

渗氮/离子镀复合涂层技术在65Mn钢切纸刀片上的应用

票据机切纸刀原来用进口高速钢薄板制造,使用寿命达不到要求,且加工难度大,价格高。后将刀片材料改为预淬火65Mn钢薄板,采用电弧离子镀的工艺方法在刀片表面低温沉积TiN复合涂层,使用寿命达到要求,降低了成本和加工难度,而且沉积涂层颜色均匀美观。     

TiN/Ti(C,N)涂层的显微组织与力学性能

采用磁控溅射在TNMG120408型号的硬质合金刀片上沉积了TiN/Ti(C,N)单层与多层涂层,通过XRD、SEM、纳米压痕、划痕仪与冲击测试等方法,比较分析了TiN/Ti(C,N)涂层的显微组织与力学性能。结果表明,TiN单层涂层的晶粒形貌为典型的喇叭口结构,Ti(C,N)单层涂层为平直的柱状晶结构;而TiN/Ti(C,N)多层涂层为柱状晶结构,形成了TiN、Ti(C,N)交替排列的结构。TiN与Ti(C,N)单层涂层均呈(220)生长织构,而TiN/Ti(C,N)多层涂层呈(111)生长织构。Ti(C,N)单层涂层表现出较好的硬度,而TiN/Ti(C,N)多层涂层则表现出与基体更好的结合力。     

超高频感应连续钎焊立方氮化硼磨粒的界面反应机理

采用超高频感应连续钎焊工艺,在不同扫描速度条件下实现了立方氮化硼(CBN)磨粒、Ag-Tu-Ti合金以及基体三者之间的钎焊连接。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)观察钎焊后的CBN磨粒界面新生化合物形貌。结果表明:随着扫描速度的变化,在CBN磨粒表面生成颗粒状TiN化合物以及针状和六棱柱状的TiB2化合物。其中,TiN尺寸为100 nm左右,而TiB2尺寸小于200 nm。在超高频感应连续钎焊CBN磨粒表面首先生成颗粒状TiN层,然后在TiN层外围形成柱状TiB2层,最终形成CBN/TiN/TiB2/钎料结构。当扫描速度为0.5 mm/s时,可以获得较好的界面新生化合物层结构。     

等离子渗镀TiN/TiCN多涂层的力学和摩擦磨损性能

采用等离子渗镀复合处理技术在DC53模具钢表面制备出TiN/TiCN多层涂层,重点研究了等离子渗氮(PN)和等离子氮碳共渗(PNC)工艺对随后的电弧离子镀TiN/TiCN涂层的力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:经等离子渗氮和等离子氮碳共渗处理后,模具钢基体表面均形成Fe_3N和γ'-Fe_4N化合物。等离子渗氮(等离子氮碳共渗)-电弧离子镀复合处理工艺制备的TiN/TiCN多层涂层的硬度和结合强度明显优于单一的TiN/TiCN多层涂层样品。由于等离子氮碳共渗硬化层中存在较多的γ'-Fe_4N硬质相,有利于面心立方结构氮化物涂层外延生长,改善了涂层体系的承载能力,耐磨损性能得到显著提升。     

工艺参数对原位生成TiN/Ti3Al复合涂层微观组织的影响

采用等离子喷涂与激光渗氮技术相结合的工艺方法,在Ti6Al4V合金表面实现了TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的快速制备.首先在Ti6Al4V基体表面利用等离子喷涂的方法预置一层纯铝涂层;然后在纯氮环境下,利用激光渗氮化技术对试样表面进行合金化处理.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等试验手段,研究了氮气流量以及激光扫描速度两个激光渗氮工艺参数对TiN/Ti3Al金属间化合物复合涂层的微观组织的影响.结果表明,复合涂层中TiN相的含量随着氮气流量的增加与激光扫描速度的减小而增加.工艺参数对涂层中TiN增强相的形貌有着重要影响.在高氮气流量、低激光扫描速度条件下制备出的涂层中,TiN相呈颗粒状.对于低氮气流量、高激光扫描速度条件下,TiN增强相呈树枝状.     

WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co涂层硬质合金的组织与性能

用控制烧结工艺制备了均质基体结构与梯度基体结构的WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co硬质合金,采用化学气相沉积工艺在合金表面涂上TiCN/Al203/TiN涂层,制备成相应的涂层硬质合金及刀片.运用金相观察、扫描电镜分析、三点抗弯强度测试及切削性能测试,研究了梯度基体结构对涂层WC-(W,Ti)C-(Ta,Nb)C-Co硬质合金的组织与力学性能影响.结果表明,采用梯度烧结工艺,可以在合金的表层形成梯度韧性区,该韧性区可以提高裂纹扩展阻力.所制备的梯度基体结构合金的抗弯强度明显超过均质基体结构合金,而相应涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能.     

HA—微孔钛基涂层种植体的复合强度

研究了羟基磷灰石(HA)和中性玻璃(G)的混合涂料在TC4多孔钛基体上的界面复合强度。探讨了中性玻璃含量、基体表面状态以及烧结工艺对这种涂层复合种植体的复合强度的影响。指出:复合的实质是中性玻璃与基体的润湿结合,最合适的玻璃含量为50 wt%,提高复合强度的关键,在于基体表面的TiN蒸镀处理,当TiN厚度为2～3 μm时,复合强度可达7.2 MPa。最佳烧结工艺为:900～950℃/30 min。     

PACVD TiN，Ti（C，N）和TiC涂层的研究

研究了在生产条件下采用具有脉冲直流辉光放电的PACVD工艺进行TiN，Ti(C，N)和TiC涂层，分析了在切削钢时其有关的成分及投入生产的情况。总的来说采用这种工艺进行涂层的硬质合金与普通的CVD工艺涂层相比，完全具有可比性。     

钛合金表面百微米级Ti/TiN多层复合涂层性能研究

目的提高TiN硬质涂层的厚度及各项力学性能。方法采用等离子增强PVD技术在钛合金(TC4)基体表面制备多层复合Ti/TiN涂层,对涂层进行扫描电镜(SEM)分析,采用划痕法表征涂层的结合强度,用维氏显微硬度计测试涂层的显微硬度,利用销盘式摩擦磨损试验仪评价涂层的摩擦磨损性能。结果制备的多层复合Ti/TiN涂层厚度最高可达100μm,且未发生剥落等失效,结合强度相对于单层TiN提高了近3倍。由于Ti、TiN的多层复合调制作用,制备的Ti/TiN显微硬度测试表明复合涂层的显微硬度高达2700 HV0.025,同时,涂层在原有耐磨性能优良的基础上具备自润滑减摩作用,经过近20 000 m的磨损测试,复合涂层的摩擦系数低至0.25左右,且未完全失效。结论多层复合结构能够有效提高TiN硬质涂层的厚度,制备的Ti/TiN多层复合涂层的各项力学性能显著提高。     

反应等离子喷涂 TiN 涂层的研究进展

TiN具有硬度高、韧性好、摩擦系数小、化学性能稳定等优点,广泛应用于刀具、装饰、表面防护等领域。目前制备TiN涂层的方法有很多,如气相沉积、热喷涂、电镀等,反应等离子喷涂则是最常用的金属-陶瓷复合涂层制备方法。概述了反应等离子喷涂技术的基本原理和分类,包括反应等离子喷涂涂层的形成过程及工艺的优缺点。综述了反应等离子喷涂TiN涂层的喷涂工艺及性能的研究进展,包括涂层的制备方法(原位合成法、烧结破碎法)和性能特点,重点分析了涂层的力学性能、耐磨损性能、耐腐蚀性能,并提出了可以依靠热处理工艺或封孔技术来提高涂层的耐腐蚀性能。依据实验和查阅的文献,反应等离子喷涂结合了自蔓延高温合成技术和等离子喷涂技术,可以制备质量优良的厚TiN涂层(500μm),是一种新型的低成本涂层制备技术,但是反应等离子喷涂制备TiN涂层存在孔隙率较高(5%~10%)、结合强度较低(50 MPa)的问题。分别从技术、设备、工艺、后处理四个方面总结了改善涂层质量的相应措施,展望了今后的研究发展方向。     

电刷镀Ni-W过渡层与离子镀TiN复合涂层的结合力和磨损特性

研究了3Cr2W8V基体电刷镀Ni-W过渡层和离子镀TiN复合涂层的结合力及强化机理.利用XRD、SEM和TEM分析了涂层结构,用划痕法测定了涂层结合力,并测定和分析了涂层的磨损特性.结果表明由于TiN沉积过程中的温度效应,混合晶态的电刷镀Ni-W层发生晶化和析出强化,并形成界面扩散层和双层复合,从而使TiN复合涂层的结合力和硬度明显提高;Ni-W过渡层对TiN涂层起有力的支撑作用.Ni-W与TiN复合涂层的耐磨性优于TiN单层.     

DurAtomic涂层工艺及TP2500车削刀片牌号

Seco Tools公司在IMTS 2006上推出一种被称为“革命性”的切削刀片涂层新工艺——DurAtomic。据称该工艺采用了结晶控制技术，可以在原子水平上控制涂层的生成。DurAtomic涂层工艺是Seco公司为开发兼具高耐磨性和高韧性的切削刀片牌号而研制的。耐磨性与韧性是两种相互对立的质量指标，而DurAtomic涂层结构能够很好地兼顾这两种重要的性能参数，     

硬质合金刀具ZrC涂层的沉积

采用原位卤化反应直接形成的ZrCl4气体作为Zr源,在硬质合金刀具上沉积CVD-ZrC涂层。用SEM,XRD分析检测了合金刀具基底不同表面上沉积生长ZrC涂层的厚度均匀性、沉积速率、形貌组织、织构取向;通过理论计算与工艺实际的涂层沉积转化率对比,定量表征了该沉积体系工艺参数下ZrC涂层的沉积转化率。结果显示,CVD涂层炉内不同位置合金刀片表面沉积的ZrC涂层均匀;由于工艺温度限制,涂层沉积速率较低;ZrCl4转化为ZrC涂层的工艺实际转化率约11%,在理论最大转化率14%范围内;相同温度下随着沉积压力升高,涂层的沉积转化率缓慢降低到10%并趋于稳定;直接在合金基底沉积形成的ZrC涂层为细小的颗粒状形貌,而在合金基底TiN涂层表面上沉积生长的ZrC具有典型的片状组织形貌;对应的涂层生长织构取向从(311)到(111)转变。     

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。     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金力学和切削性能的影晌

研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金力学和切削性能的影响;采用阴极弧蒸发涂层工艺分别在均质和梯度硬质合金基体上制备TiN涂层:运用金相观察、扫描电镜分析、三点抗弯强度测试、显微硬度测试和切削性能测试,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金组织结构、力学性能和切削性能的影响.结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层表面形貌由平整状变为网状结构,显微硬度提高19%,抗弯强度提高6.1%;基体结构梯度化后,涂层硬质合金的结构发生变化、力学性能得到提高,涂层刀片的抗冲击性能和切削性能分别提高10%和15%左右.     

(Ti,Al)N单层和TiN/(Ti,Al)N复合涂层的切削性能研究

借助EDX、SEM、强度测试和切削实验研究了采用磁控溅射在硬质合金基体上沉积的(Ti,Al)N单层和TiN/(Ti,Al)N复合涂层的切削性能。研究表明,两种涂层均与基体结合紧密;TiN/(Ti,Al)N复合涂层则表现出更好的切削性能。     

超声波辅助氩弧熔覆-喷射耐磨复合涂层的制备与研究

以超声波辅助氩弧熔覆-注射技术为基础,在Q235钢板的表面涂覆Ni60自熔性合金粉末,以氩弧为热源在压制成型的粉末表面形成熔池,利用改装后的喷射装置喷射TiC、TiN和Co粉末,同时利用自行设计的超声波辅助振动装置对熔池进行振动。结果表明:采用此创新工艺制备的耐磨复合涂层,熔覆层内增强相的润湿性和分散性得到改善,提高了熔覆层与基体的元素扩散和结合强度。复合涂层的显微硬度是未经超声辅助涂层的1.1倍,更比基体Q235提高了6倍。涂层的耐磨性是Q235的14.4倍,是未经超声振动涂层的1.5倍。采用此新工艺获得了结合优良、高强度、高耐磨的复合涂层。     

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。