常用涂層材料進展及超硬涂層技術

硬質涂層材料中，工藝*成熟、應用*廣泛的是TiN。目前，工業發達國家TiN涂層高速鋼刀具的使用率已占高速鋼刀具的50％一70％，有的不可重磨的復 雜刀具的使用率已超過90％。由于現代金屬切削對刀具有很高的技術要求，TiN涂層日益不能適應。TiN涂層的耐氧化性較差，使用溫度達500℃時，膜層 明顯氧化而被燒蝕，而且它的硬度也滿足不了需要。TiC有較高的顯微硬度，因而該材料的耐磨性能較好。同時它與基體的附著牢固，在制備多層耐磨涂層時，常將TiC作為與基體接觸的底層膜，在涂層刀具中它是十分常用的涂層材料。

TiCN和TiAlN的開發，又使涂層刀具的性能上了一個臺階。 TiCN可降低涂層的內應力，提高涂層的韌性，增加涂層的厚度，阻止裂紋的擴散，減少刀具 崩刃。將TiCN設置為涂層刀具的主耐磨層，可顯著提高刀具的壽命。TiAlN化學穩定性好，抗氧化磨損，加工高合金鋼、不銹鋼、欽合金、鎳合金時，比 TiN涂層刀具提高壽命3—4倍。在TiAlN涂層中如果有較高的Al濃度，在切削時涂層表面會生成一層很薄的非品態A12O3，形成一層硬 質惰性保護膜，該涂層刀具可更有效地用于高速切削加工。摻氧的氮碳化鈦TiCNO具有很高的顯微硬度和化學穩定性，可以產生相當于TiC十A12O3復合 涂層的作用。

在上述硬質薄膜材料中，顯微硬度HV能夠超過50GPa的有3種：金剛石薄膜、立方氮化硼CBN、氮化碳。

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