硬質合金高溫化學氣相沉積TiC涂層工藝及性能研究.pdf

1、隨著切削技術的發(fā)展，人們對切削刀具的要求越來越高，傳統的刀具越來越不能滿足人們的需求，化學氣相沉積技術作為一種特殊的表面強化技術在刀具領域得到了廣泛的關注。此技術主要是在刀具表面沉積一層硬質薄膜，可以大大提高傳統刀具的切削速度及使用壽命，降低切削的成本。化學氣相硬質薄膜在高溫下具有良好的導熱性，同時具有良好的膜-基結合力和漂亮的外觀，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氣相沉積法在YG6材料表面沉積碳化

2、鈦硬質涂層的工藝及涂層的性能。利用正交實驗法對制備工藝進行優(yōu)化，結合掃描電鏡、X射線衍射儀、顯微硬度儀等對涂層表征的結果，最終確定出較好的工藝參數。
　　X射線衍射儀檢測結果表明，在樣品表面出現了TiC相外，還出現了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，經過精確的計算，得出在本實驗條件下制備的TiC涂層內部晶體結構擇優(yōu)取向與CH4/TiCl4（流量比）及溫度有很大的關系

3、。
　　掃描電鏡觀察樣品表面形貌發(fā)現，表面顆粒尺寸較大，并且表面凹凸不平、明暗交錯。溫度較低時生成的TiC顆粒較粗大，主要呈現河蚌狀，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、位錯等缺陷。隨著溫度的升高，TiC主要以球形或多面體結構堆積在基體表面。膜-基結合線的清晰度主要與膜層厚度有關。
　　EDS

4、分析表明：部分樣品中檢測出了氧元素，這是由于設備真空度較低所致。氧元素與基體表面鎢元素結合成WO3，部分氧元素還與TiCl4反應形成Ti2O3，形成的這些氧化物造成了樣品表面強度的下降。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-基結合處，而涂層中并未發(fā)現此相。
　　樣品表面顯微硬度平均值為1980HV，膜-基結合力基本都在60N以上，最高的可達94N，但抗彎曲強度都低于基體本身的抗彎曲強度，平均值僅為9