目前,国内外制备氮化钛涂层一般采用镀膜工艺,传统制备tin涂层方法为物物理相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)工艺。这些方法制备氮化钛涂层纯度高、致密性好。但其沉积效率低,涂层厚度过薄(适合几个μm),严重限制了氮化钛涂层在磨、蚀服役条件下的应用。为满足不断提高的氮化钛工业需求,高沉积效率的等离子喷涂工艺被用于氮化钛涂层的制备。采用大气反应等离子喷涂制备的tin涂层,厚度超过了500μm,但涂层疏松多孔,且含有杂质ti3o,一定程度上降低了tin涂层硬度。随着等离子喷涂技术不断发展,采用低压反应等离子喷涂技术(f4-vb)制备了氮化钛涂层,涂层呈致密层状结构,厚度能够达到70μm左右,但是其涂层物相组成为tin0.3、ti2n和tin相,涂层中存在未被氮化的钛颗粒,涂层氮化率适合为25%左右,影响tin涂层的硬度及耐磨性。因此,如何提高低压等离子喷涂制备氮化钛涂层中的涂层氮化率是亟需解决的问题。DLC涂层相对光滑,粗糙度Ra为0.10μm,而TiN涂层Ra为0.16μm。北京镀黑氮化钛加工
采用电弧离子镀技术在氧化铝基复合陶瓷材料表面沉积了TiN涂层,使用扫描电子显微镜、X射线衍射、二次离子质谱分析了沉积偏压对涂层质量的影响.结果表明:随着沉积偏压的提高,涂层质量变好;偏压为300V时沉积的涂层表面光滑平整,内部无明显的宏观缺陷;TiN涂层为立方NaCl结构,并且呈现出明显的(220)择优取向;涂层与基体结合紧密,相互之间有明显的元素扩散,有利于提高界面的结合强度。3Cr2W8V基体离子镀TiN涂层的滑动磨损特性。分析了涂层的磨损机理。结果表明:TiN涂层的耐磨性明显高于3Cr2W8V基体。涂层的主要磨损机制为磨粒磨损和疲劳剥落。其次为摩擦性能,当试验载荷从490N到980N时,涂层的磨损率上升,而从980N上升到1470N时,各涂层的磨损率下降,其原因是磨损机制发生了变化,前者以磨粒损为主,氧化磨损为辅;而后者以氧化磨损为主。重庆防锈氮化钛服务电话采用离子镀技术与多弧磁控耦合镀膜技术分别在柱塞上涂覆了TiN涂层和DLC涂层。
TiN薄膜可以减轻切削刃边材料的附着,提高切削力,改善工件的表面质量,成倍增加切削工具的使用寿命和耐用度。因此,TiN薄膜被适合用于低速切削工具、高速钢切削、木板切削刀具和钻头的涂覆上。另外,TiN也是磨损部件的理想耐磨涂层,特别是由于其低的黏着倾向拓宽了在许多磨损系统中的应用,如汽车发动机的活塞密封环、各种轴承和齿轮等:此外,TiN还广泛应用于成型技术工具涂层,如汽车工业中薄板成型工具的涂层等TiN薄膜无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,因此它是非常理想的医用金属材料,可用作植入人体的植入物和手术器械等阎。此外,氮化钛薄膜还能作为其他优良生物相溶性薄膜的增强薄膜。国外的Nelea等人通过镀制TiN薄膜中间层大幅度提高了医用常用材料羟磷灰石薄膜(HA)的机械性能和附着力。
明显早应用的刀具PVD涂层材料是TiN,是将靶材(金属固体材料)转换成电离状态,在电场作用下金属离子在工件表面与活化了的氮形成2~4μm厚的薄膜涂层,具有较高的硬度和耐磨性,抗氧化温度在550~600℃;而进入本世纪后,使用具有一定原子比的钛铝合金靶作为靶材, 通过磁控溅射法制得的TiAlN涂层正逐渐代替TiN涂层成为主流涂层,其最高工作温度可达1 150℃,更好得满足这种高速高温切削的需要。其实质是在切削刀具的表面沉积一层具有致密结构、高硬度、热稳定性、耐磨性和抗氧化性良好的硬质薄膜。TiN熔点比大多数过渡金属氮化物的熔点高,而密度却比大多数金属氨化物低,因此是一种很有特色的耐热材料。
氮化钛的制备方法有哪些
1金属钛粉或TiH
2直接氮化法2TiO2碳热还原氮化法
3微波碳热还原法
4物物理相沉积法
5化学气相沉积法
6机械合金化法
7熔盐合成法8溶胶-凝胶法9自蔓延高温合成法TiN的性质及结构。
TiN属于间隙相,熔点高达2955℃,原子之间的结合为共价键、金属键及离子键的混合键,其中金属原子间存在金属键。因此,TiN薄膜具有高硬度(理论硬度21GPa)、优异的耐热耐磨和耐腐蚀等特性,并且具有较好的金属特性:金属光泽、优良的导电性及超导性。TiN具有典型的NaCl型结构,属于面心立方点阵(F.C.C),其中Ti原子占据面心立方的角顶。并且TiN是非计量化合物,Ti和N组成的化合物TiN1-x可以在很宽的组成范围内稳定存在,其范围为TiN0.6—TiN1.16。氮的含量可在一定范围内变化而不引起TiN的结构变化。 调整氮化钛中氮元素的百分含量,可以改变氮化钛薄膜的颜色,从而达到理想的美观效果。青岛镀钛氮化钛检测
齿轮滚刀经氮化钛涂敷后寿命能延长3~4倍,因而可在切削齿轮时可提高切削速度,从而减少了加工时间和成本。北京镀黑氮化钛加工
50. 现代工业的发展要求切削刀具在越来越高的速度下运行,高速切削产生的摩擦热使切削刀具刃部处于高温状态,因此对于切削刀具的红硬性及其他综合性能提出更高的要求方能实现刀具使用的高寿命。除了使用性能更好的整体材料来制作切削刀具外,作为表面热处理技术的一个重要分支的PVD涂层技术已经是现代刀具不可缺少的应用技术,由于能成倍得提高刀具寿命而被誉为高速钢刀具的一次进步。其实质是在切削刀具的表面沉积一层具有致密结构、高硬度、热稳定性、耐磨性和抗氧化性良好的硬质薄膜。北京镀黑氮化钛加工
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