[其他]復合硬質(zhì)涂層材料

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85102056
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85102056A
• 公開（公告）日: 1986-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬文存;蔡玉蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 機械工業(yè)部成都工具研究所
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種改善工具和另件性能，特別適用于改善金屬切削刀具切削性能和提高切削刀具壽命的復合硬質(zhì)涂層材料。

現(xiàn)在公用的TiC+Al₂O₃、TiC+TiN、TiC+Ti（C.N）+TiN等涂層切削刀具、模具等工具和耐磨另件，較原來的TiC、TiN單涂層工具和耐磨損另件的抗磨損性能、抗沖擊韌性好，提高了制品的使用壽命和生產(chǎn)效率。但是，TiC+Al₂O₃涂層材料的抗沖擊韌性仍欠佳，並且TiC和Al₂O₃之間的結(jié)合力較小，容易發(fā)生涂層剝落現(xiàn)象。另外，隨著TiC層的增厚，涂層制品的強度也明顯下降，抗沖擊韌性變差。TiC+TiN涂層材料，雖然抗沖擊韌性得到了改善，但其抗磨損性能欠佳。而TiC+Ti（C.N）+TiN復合涂層材料與前兩種比較，其抗磨損性能和抗沖擊韌性均得到了改善，但使用壽命提高的幅度不大。針對上述缺點，發(fā)展了一種抗磨損性能和抗沖擊韌性兼優(yōu)且不易產(chǎn)生粘附金屬的TiC+Ti（BN）+TiN復合硬質(zhì)涂層材料。

本發(fā)展所說的TiC+Ti（BN）+TiN復合硬質(zhì)涂層材料，是用公知的化學氣相沉積法（CVD法），在一臺沉積爐內(nèi)，于工具和耐磨損另件等制品的基體表面上，按照TiC+Ti（BN）+TiN層次，連續(xù)地沉積而成。做為切削刀具、模具等工具和耐磨損另件等制品的基體材料，可以用硬質(zhì)合金，也可以用鋼。

本發(fā)明的技術(shù)要點是：

1.TiC+Ti（BN）+TiN復合硬質(zhì)涂層材料的設(shè)計：

因為TiC涂層材料與被涂層的基體之間呈冶金結(jié)合，故結(jié)合力強，能保證表面涂層和基體結(jié)合牢固。另外，其顯微硬度高達HV3200以上，具有尤良的抗磨損性能。但其抗沖擊韌性較差，並且隨著TiC層的增厚，涂層與基體之間的脫碳層加大，涂層制品的強度隨著會顯著下降，當TiC層與基體之間的脫碳層大于1微米時，涂層制品的整體強度將急劇惡化，所以必須嚴格控制TiC層的厚度;Ti（BN）涂層材料，是一種B元素固溶于TiN的固溶體，B原子固溶于TiN晶格中，它不僅增加了TiN的合金度，使TiN晶格產(chǎn)生位錯，而且有細化晶粒的作用。Ti（BN）涂層材料的顯微硬度為Hv2500～2700。因此，它是一種抗磨損性能和抗沖擊韌性兼優(yōu)的硬質(zhì)涂層材料;TiN涂層材料雖然抗磨損性能稍差，但其抗沖擊韌性尤優(yōu)，且與被加工材料的親合力小，不易產(chǎn)生粘附金屬現(xiàn)象。所以，把復合硬質(zhì)涂層材料設(shè)計成最里層為0.5～5微米的TiC層、中間層為1～10微米的Ti（BN）層、最外層為0.5～6微米的TiN層而組成的新型TiC+Ti（BN）+TiN復合硬質(zhì)涂層材料，能保證獲得強度高、抗磨損性能和抗沖擊韌性兼優(yōu)，且不易產(chǎn)生粘附金屬現(xiàn)象、使用壽命長的涂層切削刀具、模具等工具和耐磨損另件等制品。

2.用化學氣相沉積法（CVD法）沉積TiC+Ti（BN）+TiN的化學反應(yīng)通式如下：

3.氣相沉積主要工藝參數(shù)：

①氣相沉積TiC層主要工藝參數(shù)：

1）沉積反應(yīng)氣體配比：

H₂：95.5～90.5%、CH₄：4～7%、TiCl₄：0.5～2.5%

2）沉積溫度：900～1000℃

3）沉積室壓力：50～150mm-Hg

②沉積Ti（BN）層主要工藝參數(shù)：

1）沉積反應(yīng)氣體配比：

H₂：69～56.5%、N₂：30～40%、BCl₃：0.2～1.0%、

TiCl₄：0.5～2.5%

2）沉積溫度：950～1250℃

3）沉積室壓力：10～150mm-Hg

③沉積TiN層主要工藝參數(shù)：

1）沉積反應(yīng)氣體配比：