通過多弧離子鍍沉積技術(shù)制備了TiN和TiVN涂層,對比了兩種涂層在不同工況下的摩擦磨損性能和切削性能,并指出影響刀具涂層服役性能的主要因素。結(jié)果表明,V元素?fù)诫s有效提高了TiN涂層的硬度和結(jié)合力、減小了TiN涂層的摩擦因數(shù)和低溫下的磨損率,但V容易氧化的特性導(dǎo)致500℃及以上溫度TiVN涂層產(chǎn)生較高的磨損率。切削測試表明,在麻花鉆的主切削刃和橫刃區(qū)域兩種涂層發(fā)生明顯的剝落,而在后刀面涂層未發(fā)生明顯剝落,TiVN涂層較高的膜基結(jié)合強(qiáng)度和耐磨性能使得它對刀具的防護(hù)效果更佳;刀具涂層的服役性能與其耐磨性能和膜基結(jié)合強(qiáng)度有關(guān),刀具的主切削刃和橫刃區(qū)域?qū)ν繉拥哪湍バ阅芎湍せY(jié)合強(qiáng)度有著苛刻的要求,且切削刃前列溫度較高,對涂層的高溫耐磨性能和膜基結(jié)合強(qiáng)度要求也高。Ti N機(jī)械性能測試表明 :具有 Ti N涂層樣品的顯微硬度較為高于 Ti合金基材 ,同時(shí)耐磨性能也明顯得到改善 。無錫氮化鈦生產(chǎn)企業(yè)
氮化鈦陶瓷涂層具有的金黃色外表,涂覆于刀具之上雖擁有優(yōu)化外觀的好處,但主要作用卻并非是為了裝飾,其具有的硬度值在韋氏硬度(HV)高達(dá)2500以上,涂覆于刀具上的厚度一般為3至5微米,相較于未進(jìn)行涂層加工的原產(chǎn)品具有更高的耐磨性和耐熱性,使用壽命也更長。將這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)械設(shè)備上,例如在齒輪滾刀上涂覆氮化鈦其壽命可延長3至4倍,在切削齒輪時(shí)可將切削速度或進(jìn)給量提高更多,從而減少材料機(jī)加工時(shí)間。工業(yè)發(fā)達(dá)國家對涂層高速刀具的使用率已占高速刀具的70%,汽車行業(yè)中幾乎全部都采用涂層高速鋼刀來加工齒輪,其滾削速度可達(dá)70~150m/㎜。天津氮化鈦服務(wù)電話TiN粉末一般呈黃褐色超細(xì)TiN粉末呈黑色,而TiN晶體呈金黃色。
40、氮化鈦 ( Ti N)薄膜獨(dú)特的性能不僅在機(jī)械工業(yè)和商品的表面裝飾行業(yè)上有著適合的應(yīng)用 ,而且在臨床制品及人工替換領(lǐng)域也展示了潛在的應(yīng)用前景 .研究利用大功率偏壓電源的多弧離子鍍技術(shù) ,采用工具鍍工藝 ,在 Ti- 6 Al- 4V合金材料表面制備了 Ti N薄膜 .用 X射線光電子能譜檢測證明了所制備的薄膜確為 Ti N機(jī)械性能測試表明 :具有 Ti N涂層樣品的顯微硬度較為高于 Ti合金基材 ,同時(shí)耐磨性能也明顯得到改善 。
40、氮化鈦是一種新型多功能材料,具有高硬度、高耐磨性以及高抗氧化性等優(yōu)點(diǎn),可以作為耐磨涂層使用,同時(shí)氮化鈦涂層的顏色與黃金極為相似,可以沉積在首飾或燈具表面用作裝飾涂層,有著適合的應(yīng)用。在上世紀(jì)70年代,氮化鈦涂層成功應(yīng)用于刀具等切割加工工具上,促進(jìn)了刀具加工行業(yè)的發(fā)展。刀具涂層的常用制備方法為物物理相沉積法(PVD)和化學(xué)氣相沉積法(CVD)兩大類,也是氮化鈦涂層的常用制備方法,具體細(xì)分又有許多種。
表面涂層技術(shù)已成為提高材料抗疲勞和抗磨損性能的重要手段。許多零部件,例如刀具、齒輪和軸承等,通過表面涂層,改善接觸性能。但由于涂層制造過程中不可避免的缺陷以及涂層基體之間彈性參數(shù)不連續(xù)性,在接觸應(yīng)力作用下涂層結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生裂紋,隨著裂紋的擴(kuò)展,引起涂層的剝落而造成零件的失效。為滿足涂層結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中的可靠性要求,需要研究在摩擦接觸條件下涂層結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理。本文主要完成了以下工作:1利用等離子輔助化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備厚度為10μm的氮化鈦涂層,其基體為高速鋼。利用顯微硬度儀測量得到涂層的硬度約為2000HV4000HV,利用納米壓痕儀測量得到涂層的彈性模量和斷裂韌度分別為590GPa和3.30MPa·1/2m。劃痕法本質(zhì)上屬于摩擦接觸問題,可通過掃描電鏡對涂層劃痕表面進(jìn)行觀察與分析,結(jié)果表明在涂層表面產(chǎn)生了平均間距約為5.1μm弧形裂紋,同時(shí)測得涂層表面的摩擦系數(shù)約為0.25。氮化鈦的熔點(diǎn)高于大多數(shù)過渡金屬氮化物,密度低于大多數(shù)金屬氮化物,從而成為一種獨(dú)特的耐火材料。
40、氮化鈦(TiN)具有典型的NaCl型結(jié)構(gòu),屬面心立方點(diǎn)陣,晶格常數(shù)a=0.4241nm,其中鈦原子位于面心立方的角頂。TiN是非化學(xué)計(jì)量化合物,其穩(wěn)定的組成范圍為TiN0.37-TiN1.16,氮的含量可以在一定的范圍內(nèi)變化而不引起TiN結(jié)構(gòu)的變化。TiN粉末一般呈黃褐色,超細(xì)TiN粉末呈黑色,而TiN晶體呈金黃色。TiN熔點(diǎn)為2950℃,密度為5.43-5.44g/cm3,莫氏硬度8-9,抗熱沖擊性好。TiN熔點(diǎn)比大多數(shù)過渡金屬氮化物的熔點(diǎn)高,而密度卻比大多數(shù)金屬氮化物低,因此是一種很有特色的耐熱材料。TiN的晶體結(jié)構(gòu)與TiC的晶體結(jié)構(gòu)相似,只是將其中的C原子置換成N原子。氮化鈦相當(dāng)穩(wěn)定,高溫下不與鐵、鉻、鈣和鎂等金屬反應(yīng),TiN坩堝在CO與N2氣氛下也不與酸性渣堿性渣起作用。天津氮化鈦服務(wù)電話
TiN熔點(diǎn)比大多數(shù)過渡金屬氮化物的熔點(diǎn)高,而密度卻比大多數(shù)金屬氨化物低,因此是一種很有特色的耐熱材料。無錫氮化鈦生產(chǎn)企業(yè)
TiN薄膜可以減輕切削刃邊材料的附著,提高切削力,改善工件的表面質(zhì)量,成倍增加切削工具的使用壽命和耐用度。因此,TiN薄膜被適合用于低速切削工具、高速鋼切削、木板切削刀具和鉆頭的涂覆上。另外,TiN也是磨損部件的理想耐磨涂層,特別是由于其低的黏著傾向拓寬了在許多磨損系統(tǒng)中的應(yīng)用,如汽車發(fā)動機(jī)的活塞密封環(huán)、各種軸承和齒輪等:此外,TiN還廣泛應(yīng)用于成型技術(shù)工具涂層,如汽車工業(yè)中薄板成型工具的涂層等TiN薄膜無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高且具有優(yōu)良的生物相容性,因此它是非常理想的醫(yī)用金屬材料,可用作植入人體的植入物和手術(shù)器械等閻。此外,氮化鈦薄膜還能作為其他優(yōu)良生物相溶性薄膜的增強(qiáng)薄膜。國外的Nelea等人通過鍍制TiN薄膜中間層大幅度提高了醫(yī)用常用材料羥磷灰石薄膜(HA)的機(jī)械性能和附著力。無錫氮化鈦生產(chǎn)企業(yè)
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