CVD-TiC-TiCN-TiN復(fù)合涂層微觀結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的研究.pdf

1、在機械工業(yè)中，硬質(zhì)涂層可以使切削工具、模具和機械零件的表面增強，對于提高其性能和使用壽命具有重大的意義。為了促進我國機械工業(yè)的發(fā)展，我們要不斷研究提高工模具使用性能的方法，發(fā)展涂層技術(shù)，制造出性能更好，壽命更長的硬質(zhì)涂層。
　　本論文主要是結(jié)合實際的工業(yè)生產(chǎn)，利用化學(xué)氣相沉積(CVD)沉積TiC/TiCN/TiN復(fù)合涂層，研究提高刀具表面硬度和耐磨性的工藝。實驗采用自主研發(fā)的CXV-I型設(shè)備，M2高速鋼為基體材料，TiCl4、N2

2、、CH4、H2作為反應(yīng)前驅(qū)體，制備TiC/TiCN/TiN復(fù)合涂層，并研究沉積工藝參數(shù)，如沉積溫度、氣體流量比對復(fù)合涂層微觀結(jié)構(gòu)影響。利用維氏硬度計和多功能高載材料摩擦試驗機測試復(fù)合涂層的硬度和耐磨性，并研究了涂層磨損機理。利用電化學(xué)工作站研究了復(fù)合涂層的耐蝕性能，從極化曲線上分析涂層的腐蝕速度。本論文的主要結(jié)論：
　　1)利用化學(xué)氣相沉積(CVD)沉積的TiC、TiCN、TiN單層涂層，隨著沉積參數(shù)的不同，微觀結(jié)構(gòu)各有不同，硬度

3、也不相同。對于TiC涂層，當(dāng)Ti/C比接近1時，涂層具有最高的硬度。對于TiCN涂層，隨著CH4/N2的增大，涂層衍射峰往小角度偏移，涂層硬度先增大后減小，當(dāng)CH4/N2為1時，涂層硬度達到最大。對于TiN涂層，當(dāng)沉積溫度在1000℃時，出現(xiàn)了星型結(jié)構(gòu)。分析了影響涂層硬度的原因：晶體取向和晶體尺寸、表面粗糙度、表面致密度。
　　2)將三層涂層按相應(yīng)的工藝參數(shù)復(fù)合，得到TiC/TiCN/TiN復(fù)合涂層，涂層顆粒以錐狀多面體結(jié)構(gòu)為主，