[發明專利]一種適用于蠕墨鑄鐵切削加工的CVD涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 202011127323.9
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112342525B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 楊振明;鄭愛欽;林亮亮;鄒伶俐;莊麗敏;王海力
• 申請（專利權）人: 廈門金鷺特種合金有限公司
• 主分類號: C23C16/36
• 分類號: C23C16/36;C23C16/52;C23C16/455
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 連耀忠

1.一種適用于蠕墨鑄鐵切削加工的CVD涂層，是由燒結碳化物、金屬陶瓷或陶瓷的基體全部或部分涂覆涂層構成；所述涂層的總厚度為5-40μm；所述涂層由一層或多層耐熱涂層構成，其中至少包含一層厚度為1-30μm的化學氣相沉積(CVD)的TiCN涂層；其特征在于：所述TiCN涂層由柱狀晶粒構成，其晶粒寬度為0.03-5μm，且長寬比≥2；所述涂層至少有一層的織構系數TC(220)＞2；

其中織構系數TC(hkl)定義為：

其中：

I(hkl)為測得的(hkl)反射強度；

I₀(hkl)為根據JCPDS卡片庫No.42-1489對應(hkl)晶面的標準強度；

n為在計算中所采用的晶面的數量，所采用的(hkl)反射晶面為(111)、(200)、(220)、(311)、(222)、(400)、(331)、(420)、(422)、(511)；

所述適用于蠕墨鑄鐵切削加工的CVD涂層的制備方法，包括TiCN涂層的沉積制作；所述TiCN涂層的沉積制作是在TiCl₄-CH₃CN-N₂-H₂反應物體系的基礎上添加摻雜劑，并且通過以下步驟制作：

A.形核步驟；

B.溫度變化速率受控的降溫沉積步驟；

所述沉積制作中采用的摻雜劑包括CO和碳氫化合物，所述碳氫化合物為CH₄、C₂H₄、C₂H₆、C₂H₂、C₃H₈或C₃H₆；所述形核步驟中，形核溫度區間為800℃-1020℃，壓力為60mbar-160mbar，且采用TiCl₄提供Ti，采用CH₃CN提供C和N，采用所述摻雜劑提供C和/或O，各反應物流量為：

TiCl₄，占總氣體流量的1.5％-4.0％；

CH₃CN，占總氣體流量的0.1％-2.0％；

N₂，占總氣體流量的10％-30％；

碳氫化合物，占總氣體流量的0.5％-16％；

CO，占總氣體流量的0.01％-0.1％；

H₂，占比為總氣體流量的剩余流量。

2.根據權利要求1所述的適用于蠕墨鑄鐵切削加工的CVD涂層，其特征在于：所述涂層的總厚度為8-25μm；所述TiCN涂層厚度為2-15μm；所述TiCN涂層的晶粒寬度為0.3-2μm；所述涂層至少有一層的織構系數TC(220)＞4。

3.根據權利要求1所述的適用于蠕墨鑄鐵切削加工的CVD涂層，其特征在于：所述TiCN涂層是TiAlN、Al₂O₃、和/或Ti、Zr、Hf中的一種或多種碳化物、氮化物、碳氮化物或羥基氮化物搭配組合涂覆在燒結碳化物或陶瓷的基體上。

4.一種如權利要求1所述的適用于蠕墨鑄鐵切削加工的CVD涂層的制備方法，其特征在于：所述形核步驟中，形核溫度區間為890℃-910℃，壓力為85mbar-95mbar，各反應物流量為：

TiCl₄，占總氣體流量的2.0-3.0％；

CH₃CN，占總氣體流量的0.4％-0.8％；

N₂，占總氣體流量的15-22％；

碳氫化合物，占總氣體流量的0.9％-5％的范圍；

CO，占總氣體流量的0.05％-0.1％；

H₂，占比為總氣體流量的剩余流量。