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如何提高氮化钛涂层的耐磨性?

浏览数:26 发布于:2021-10-13

涂层技术在现代精密加工工业中有着重要的应用。涂装技术允许您将薄金属或非金属复合涂层应用于工具或道具,以提高其表面性能和性能。氮化钛涂层(TiN)是一种比较常见的PVD涂层,可以通过提高以及工件的硬度和耐磨性,通常主要用于选择高速钢刀具或成形技术工具。然而,随着切削技术的发展和切削速度的提高,对刀具耐磨性提出了更高的要求。随着科学技术的发展,单一的氮化钛涂层已经不能满足日益增长的对零件表面性能的要求。因此,有必要提高其耐磨性。上面,奥尔边肖将与大家分享如何提高氮化钛涂层的耐磨性。
  首先,选择一个好的涂布工艺
  氮化钛涂层可以作为各种刀具上的耐磨涂层,但需要注意的是,不同的涂层制备工艺会产生不同的耐磨性能,所以我们应该选择更好的涂层制备工艺。
  氮化钛涂层的传统制备工艺是多弧离子镀氮化钛涂层。由于离子能量高、电离率高、薄膜致密、附着力强等优点,制备的氮化钛硬质薄膜广泛应用于材料表面装饰和各种工模具的表面强化。然而,多弧离子镀技术也有一些缺点,如表面粗糙、连续性差,导致其耐磨性差。因此,我们采用一种新的涂层工艺来制备氮化钛涂层。
  低温磁控溅射氮化钛涂层比多弧离子镀氮化钛涂层硬度高、摩擦系数低、摩擦副磨损小、耐磨性好。在相同经济条件下,磁控溅射沉积的氮化钛薄膜磨损以及表面具有光滑,只有一个轻微的划痕,没有得到明显的沟槽状磨损痕迹,而多弧离子镀沉积的氮化钛薄膜在磨损性能试验结果后有能力明显的沟槽。这可能是由于低温磁控溅射沉积的氮化钛涂层表面光滑、连续、致密,优于多弧离子镀沉积的氮化钛薄膜。


  氮化钛涂层
  第二,引入新的金属元素
  众所周知,过渡金属氮化物往往具有较高的硬度和耐磨性,氮化钛等涂层材料广泛应用于刀具和机械零件的表面强化。然而,随着现代加工技术的快速发展,传统的氮化钛材料已经不能完全满足机械零件和刀具的机械性能要求。因此,研究人员在氮化钛涂层中引入金属元素,以改善其机械性能,特别是摩擦磨损性能。
  相关研究表明,添加钼元素形成的氮化钛涂层显微硬度增加,耐磨性提高。涂层的摩擦系数可以随着钼元素进行含量的增加而降低,这是企业由于经济摩擦发展过程中形成了一个具有自润滑作用的三氧化钼,因此贸易摩擦系数随着钼元素含量的增加而降低。第三,增加涂层结构的数量
  软相钛的加入和内部界面的形成显著提高了氮化钛涂层的韧性。同时,在不同的载荷条件下,氮化钛/钛多层膜的耐磨性有显著差异。在0.5N载荷下,硬度是影响耐磨性的主要因素,氮化钛涂层的耐磨性高于氮化钛/钛涂层。在2N载荷下,TiN/Ti多层膜的耐磨性优于TN膜。
  以上是如何提高氮化钛涂层的耐磨性。从上面可以看出,基体表面氮化钛涂层可以显著提高基体材料的耐磨性。此外,通过改进涂层制备工艺、添加新的金属元素和制备多层涂层结构,可以提高氮化钛涂层的耐磨性。态锐仪器是一家专注于CVD和ALD薄膜沉积技术,集装备设计制造与应用工艺开发为一体的科技型高新技术企业。致力于先进薄膜封装领域,为显示、新能源、微电子、医疗等领域的客户提供从研发到量产不同阶段的设备和技术解决方案。


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