硬質(zhì)合金高溫化學(xué)氣相沉積TiC涂層工藝及性能研究.pdf

1、隨著切削技術(shù)的發(fā)展，人們對切削刀具的要求越來越高，傳統(tǒng)的刀具越來越不能滿足人們的需求，化學(xué)氣相沉積技術(shù)作為一種特殊的表面強(qiáng)化技術(shù)在刀具領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。此技術(shù)主要是在刀具表面沉積一層硬質(zhì)薄膜，可以大大提高傳統(tǒng)刀具的切削速度及使用壽命，降低切削的成本。化學(xué)氣相硬質(zhì)薄膜在高溫下具有良好的導(dǎo)熱性，同時(shí)具有良好的膜-基結(jié)合力和漂亮的外觀，因此在金屬加工行業(yè)也受到了極大的歡迎。
　　本文主要研究高溫化學(xué)氣相沉積法在YG6材料表面沉積碳化

2、鈦硬質(zhì)涂層的工藝及涂層的性能。利用正交實(shí)驗(yàn)法對制備工藝進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)合掃描電鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀等對涂層表征的結(jié)果，最終確定出較好的工藝參數(shù)。
　　X射線衍射儀檢測結(jié)果表明，在樣品表面出現(xiàn)了TiC相外，還出現(xiàn)了η相（Co3W3C）及WO3相，而且在高溫環(huán)境中，基體存在著脫碳及部分氧化情況。對比X射線衍射譜圖，經(jīng)過精確的計(jì)算，得出在本實(shí)驗(yàn)條件下制備的TiC涂層內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)擇優(yōu)取向與CH4/TiCl4（流量比）及溫度有很大的關(guān)系

3、。
　　掃描電鏡觀察樣品表面形貌發(fā)現(xiàn)，表面顆粒尺寸較大，并且表面凹凸不平、明暗交錯(cuò)。溫度較低時(shí)生成的TiC顆粒較粗大，主要呈現(xiàn)河蚌狀，隨著溫度的升高表面組織越來越致密，晶粒亦愈來愈小，最終以（111）面生長為主。
　　通過對樣品斷口形貌及表面金相組織分析，制備的涂層厚度相對較薄且表面有劃痕、溝槽、位錯(cuò)等缺陷。隨著溫度的升高，TiC主要以球形或多面體結(jié)構(gòu)堆積在基體表面。膜-基結(jié)合線的清晰度主要與膜層厚度有關(guān)。
　　EDS

4、分析表明：部分樣品中檢測出了氧元素，這是由于設(shè)備真空度較低所致。氧元素與基體表面鎢元素結(jié)合成WO3，部分氧元素還與TiCl4反應(yīng)形成Ti2O3，形成的這些氧化物造成了樣品表面強(qiáng)度的下降。沉積涂層過程中，在基體表面還形成了大量的脫碳層，即η相，主要附著在膜-基結(jié)合處，而涂層中并未發(fā)現(xiàn)此相。
　　樣品表面顯微硬度平均值為1980HV，膜-基結(jié)合力基本都在60N以上，最高的可達(dá)94N，但抗彎曲強(qiáng)度都低于基體本身的抗彎曲強(qiáng)度，平均值僅為9