材料表面工程-硬质合金涂层总结

材料表面处理-工程表面处理这里从类同与电镀的一些工艺作分析介绍，以下的一些工艺都是在与我们电镀相关的一些工艺过程，通过这样的介绍给大家对这些工艺有一个感性的认识，。

化学镀（自催化镀）autocalytic plating在经活化处理的基体表面上，镀液中金属离子被催化还原形成金属镀层的过程。

这是在我们的工艺过程中大多都要涉及到的一个工艺工程，通过这样的过程才能进行后期电镀等处理，多作为塑件的前处理过程。

电镀electroplating利用电解在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程，这种工艺过程比较烦杂，但是其具有很多优点，例如沉积的金属类型较多，可以得到的颜色多样，相比类同工艺较而言价格比较低廉。

电铸electroforming通过电解使金属沉积在铸模上制造或复制金属制品（能将铸模和金属沉积物分开）的过程。

这种处理方式是我们在要求最后的制件有特殊表面效果如清晰明显的抛光与蚀纹分隔线或特殊的锐角等情况下使用，一般采用铜材质作一个部件的形状后，通过电镀的工艺手段将合金沉积在其表面上，通常沉积厚度达到几十毫米，之后将形腔切开，分别镶拼到模具的形腔中，注射塑件，通过这样处理的制件在棱角和几个面的界限上会有特殊的效果，满足设计的需要，通常我们看到好多电镀后高光和蚀纹电镀效果界限分明的塑胶件质量要求较高的通常都采用这样的手段作设计。

如下图所见的棱角分明的按键板在制造上采用电铸工艺的话，会达到良好的外观效果。

真空镀vacuum plating真空镀主要包括真空蒸镀、溅射镀和离子镀几种类型，它们都是采用在真空条件下，通过蒸馏或溅射等方式在塑件表面沉积各种金属和非金属薄膜，通过这样的方式可以得到非常薄的表面镀层，同时具有速度快附着力好的突出优点，但是价格也较高，可以进行操作的金属类型较少，一般用来作较高档产品的功能性镀层，例如作为内部屏蔽层使用。

塑料电镀塑料电镀的特点塑料电镀制品具有塑料和金属两者的特性。

硬质合金材料及其涂层对不锈钢加工中刀具边界磨损的影响在奥氏体不锈钢的加工中，硬质合金刀具耐用度主要是取决于后刀面边界磨损而不是主切削刃后刀面的平均磨损量。

本文针对奥氏体不锈钢SUS304(JIS标准，含Cr19%，含Ni9%，与GB的0Cr19Ni9相似)的加工进行研究分析。

SUS304的机械加工性能较差，在不锈钢类别中亦属难加工的材料。

包括SUS304在内不锈钢的主要特性如下：在一般的加工硬化基础上伴随着马氏体相变而产生的材质硬化，表面硬度可达到HV400。

因此，在切削加工中，处于切削表面附近的切削刃口极易损伤，造成比后刀面平均磨损大数倍的边界磨损或大面积崩刃；热传导率很低。

与低碳钢相比，100℃时只为其1/2，900℃时仅为其1/3。

因此，在各种切削速度下，其切削温度均较45钢高出100℃以上；由于材料具有相当大的韧性和强度，加工中很容易与刀具发生粘连。

从切削力分布不均匀状况以及切削温度高等特性可以看出，不锈钢的切削加工性很差，而边界部沟槽状磨损将决定刀具耐用度的优劣。

本文对物理涂层(PVD)硬质合金刀具在奥氏体不锈钢的车削及铣削加工中的情况进行了研究。

为探讨刀具的耐用度，基体材料分别为M20、K20和Z20硬质合金，涂层材料分别采用TiN、Ti(C，N)和(Ti，Al)N。

为保证排屑通畅，在车削中采用具有特殊断屑槽的机夹可转位刀片；在铣削中，为降低切削力采用大前角铣刀。

2.试验步骤2.1 车削试验被加工材料为含Cr19%、Ni9%的奥氏体不锈钢SUS304。

车削试验采用PTGNLN3225P16刀杆和无后角的TNMG160408-SF机夹可转位刀片(见图1)。

切削参数为切削速度v＝100m/min，进给量f＝0.25mm/rev，切削深度d=2mm，湿式切削。

2.2 铣削试验铣削试验采用大前角圆盘铣刀“超轻快”DSG45-4100R(φ100mm，5齿)，其轴向前角为+30°，径向前角-2°，主偏角+45°，铣刀片SGHN1203AZN-21的后角+30°(见图2)，切削参数为切削速度v＝138m/min，进给量f＝0．2mm/齿，切削深度d＝2mm，切削宽度w＝77．5mm，干式切削。

硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化硬质合金切削刀具是现代制造业中广泛应用的工具，它能够高效地进行金属切削加工。

在选择硬质合金切削刀具的材料和优化表面涂层方面，存在着一系列的考虑因素。

本文将深入探讨硬质合金切削刀具材料选择和表面涂层优化的相关问题。

首先，硬质合金切削刀具的材料选择对其性能和寿命有着重要影响。

目前市场上常见的硬质合金切削刀具材料包括钨钛合金、钨钼合金、钨钨合金等。

这些材料具有高硬度、热稳定性和耐磨性的特点，能够满足各种切削加工的需求。

在选择硬质合金切削刀具材料时，应根据具体的切削材料和加工条件进行考虑。

不同材料的硬质合金切削刀具在不同切削材料和加工条件下的性能表现也有所不同。

钨钛合金切削刀具适用于加工碳钢、不锈钢等材料，具有优异的切削性能和较长的使用寿命；钨钼合金切削刀具适用于高硬度材料的切削加工，具有较好的耐磨性和耐热性；钨钨合金切削刀具适用于加工高温合金等材料，具有良好的耐磨性和抗蚀性。

其次，硬质合金切削刀具的表面涂层优化也是提高刀具性能和寿命的关键。

表面涂层能够提供刀具表面的硬度、抗磨性和耐热性，从而降低切削时的热失效和磨损。

常见的硬质合金切削刀具表面涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和多层复合涂层等。

涂层碳化物主要是利用碳化物材料进行表面改性，提高切削刀具的硬度和耐磨性；涂层氮化物主要是通过氮化处理，形成硬度更高的氮化物层，提高切削刀具的耐磨性和耐热性；多层复合涂层是通过在刀具表面层叠多种材料，并通过控制不同材料的厚度和组合，达到提高切削刀具性能的目的。

在进行硬质合金切削刀具表面涂层优化时，应根据切削材料、加工条件和切削过程中的磨损机理来选择合适的涂层类型。

以增加刀具的硬度和抗磨性为主要目标，选择碳化物涂层；以提高刀具的耐热性和耐磨性为主要目标，选择氮化物涂层。

同时，在选择涂层材料时，还应考虑成本、制备工艺和刀具几何形状等因素。

此外，刀具表面涂层的结构和性能也需要进行优化。

硬质合金涂层用途
硬质合金涂层是一种常见的表面涂层，其主要用途包括以下几个方面：
1. 刀具涂层：硬质合金涂层可用于加工不同材料的刀具表面，如钢、不锈钢、铜、铝等。

其涂层能够提高刀具的耐磨性、耐腐蚀性和热稳定性，使刀具寿命延长，生产效率提高。

2. 模具涂层：硬质合金涂层可以用于模具表面，如注塑模、挤出模、冲压模等。

其涂层可以提高模具的硬度和耐磨性，同时也能够减少模具和产品之间的粘附，避免模具出现卡模现象。

3. 零部件涂层：硬质合金涂层还可以用于零部件表面，如轴承、齿轮、活塞等。

其涂层能够提高零部件的耐磨性和耐腐蚀性，减少零部件的磨损，延长使用寿命。

4. 工程机械涂层：硬质合金涂层可用于工程机械表面，如铲斗、履带、刀片等。

其涂层能够提高工程机械的耐磨性和耐腐蚀性，延长使用寿命，同时也能够提高工程机械的工作效率。

总之，硬质合金涂层广泛应用于各种行业和领域，其优异的性能和可靠性使其成为表面涂层的重要选择之一。

- 1 -。

h硬丽硬质合金謬第硬质合金涂第一！-<•硬质材料包括硬质合金f并包括组成硬质合金的碳化磚粉、碳化起.碳化帆、碳化错、碳化钛这些硬质粉末”以及金刚石（C）f PcD （多晶钻），cBN （立方氮化硼）f和Si3N4 氮化硅。

PcD （多晶钻）是一种使用金刚石微粒和化学粘合剂混合之后,在高温高压环境下沉积为相干结构的人造材料。

cBN （立方氮化硼）是来自PcBN的多晶体。

PcBN是一种由cBN微粒和陶瓷或金属触媒粘合剂在高温高压下沉积而成的聚合体。

Si3 N4氮化硅是一种具有高抗碎性能的陶瓷材料。

硬质合金和碳-氮化合物一尽管高速钢对于如钻孔. 拉削这样的应用仍然非常重要■但大多数的金属切削都是通过硬质合金工具完成的。

对于那些非常难于加工的材料,硬质合金现在正逐渐由碳氮化合物、陶瓷制品和超硬材料所替代。

渗碳的（或烧结的）硬质合金和碳氮化合物,被世界上大多数一致认为是硬金属, 是一系列通过粉末;台金技术制成的非常硬的.耐火. 耐磨的合金。

微小的硬质合金或者氮化物颗粒在处于烧结題液体时被金属粘结剂”胶结"o个体硬金属的成分和属性与那些黄铜和高速钢是不同的。

所有的硬金属都是金属陶瓷,是由陶瓷颗粒和金属粘结剂化合而成。

第一节硬质合金• “碳化磚”是非常硬的硬质合金颗粒,特别是碳化锯在工能力。

早期富铁基质的出现的硬质合金在用于工业用途时过于脆弱■但是不久发现将碳化锯粉末与大约10%的金属,如铁、银或钻,允许压坯在大约1500°CT 烧结,在这个过程中生成的产品具有低孔隙率、非常高的硬度,而且相当大的强度。

这些性质的组合使得材料理想的适合用来作为切削金属的加工刀具。

•硬质合金的变化是由铜焊接硬质合金嵌入变成夹具嵌入,以及涂敷技术的迅速发展。

硬质合金刀具材料的制法：一种是经过压锻和烧结至精确的形状和尺寸。

另外的一个进步是高温真空固态渗粘法(HIP)的应用。

此方法实际上允许通过高压下的惰性气体将硬质合金中所有的残余孔隙度都挤出来＞应用的温度大约是烧结温度。

硬质合金压制工序年终总结
在硬质合金压制工序方面，我们经过一年的努力取得了一定的成绩。

以下是对今年工作的总结：
1. 工艺优化：我们针对硬质合金压制工序进行了深入研究和分析，通过优化工艺参数和改进设备，提高了产品的质量和生产效率。

2. 品质控制：我们加强了对原材料的选择和检验，确保了所使用的硬质合金材料的质量稳定。

并且，我们在每个工序中都进行了严格的品质控制，确保了产品的质量符合标准要求。

3. 故障排除：我们对常见的设备故障进行了总结和分析，并建立了相应的故障排除方案。

通过及时的维护和维修，能够迅速解决设备故障，降低了生产中的停机时间。

4. 团队合作：我们深知只有团结合作才能够取得更大的成功。

因此，我们鼓励团队成员之间的交流和合作，共同解决问题，推动工作的顺利进行。

5. 继续改进：尽管我们已经取得了一定的成绩，但我们清楚我们的工作还有改进的空间。

在新的一年里，我们将继续努力，进一步提高产品质量和生产效率，为公司的发展做出更大的贡献。

通过一年的努力，我们在硬质合金压制工序方面取得了不错的
成绩。

我们相信，在全体员工的共同努力下，明年我们将取得更好的成果！。

硬质合金涂层用途硬质合金涂层是一种高性能的涂层材料，具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于机械、航空、航天、汽车、电子、医疗等领域。

本文将从涂层的定义、特点、应用领域等方面介绍硬质合金涂层的用途。

涂层是一种在基材表面形成的薄膜，可以改善基材的性能，如增加硬度、耐磨性、耐腐蚀性、导电性等。

硬质合金涂层是一种由钨钴合金和其他金属或非金属元素组成的涂层材料，具有极高的硬度和耐磨性，可以有效地保护基材表面，延长使用寿命。

硬质合金涂层的特点主要有以下几个方面：1. 高硬度：硬质合金涂层的硬度可以达到1500-2500HV，比普通钢材的硬度高出数倍，可以有效地抵抗磨损和划伤。

2. 耐磨性：硬质合金涂层具有极高的耐磨性，可以在高速、高温、高压等恶劣环境下长时间使用。

3. 耐腐蚀性：硬质合金涂层具有良好的耐腐蚀性，可以在酸、碱、盐等腐蚀介质中长时间使用。

4. 导电性：硬质合金涂层具有良好的导电性，可以用于电子、通讯等领域。

硬质合金涂层的应用领域非常广泛，主要包括以下几个方面：1. 机械加工：硬质合金涂层可以用于刀具、钻头、铣刀等机械加工工具的涂层，可以提高切削效率和切削质量。

2. 航空航天：硬质合金涂层可以用于飞机、火箭等航空航天器的表面涂层，可以提高其耐磨性和耐腐蚀性。

3. 汽车工业：硬质合金涂层可以用于汽车发动机、变速器、制动系统等零部件的表面涂层，可以提高其耐磨性和耐腐蚀性。

4. 电子通讯：硬质合金涂层可以用于电子器件、通讯设备等的表面涂层，可以提高其导电性和耐磨性。

5. 医疗器械：硬质合金涂层可以用于医疗器械的表面涂层，可以提高其耐腐蚀性和生物相容性。

硬质合金涂层是一种高性能的涂层材料，具有极高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，广泛应用于机械、航空、航天、汽车、电子、医疗等领域，为各行各业的发展提供了有力的支持。

实习报告：硬质合金一、实习背景及目的随着我国工业制造业的快速发展，硬质合金作为一种重要的工业材料，其在切削工具、模具、耐磨件等领域中的应用越来越广泛。

为了更好地了解硬质合金的生产工艺、性能及应用，提高自己的实践能力，我选择了某硬质合金生产企业进行为期一个月的实习。

本次实习的主要目的是：1. 熟悉硬质合金的生产工艺流程，掌握其主要生产设备及操作方法。

2. 了解硬质合金的性能特点，学会使用相关检测设备对其进行性能检测。

3. 学习硬质合金在实际应用中的优势及注意事项，为其在今后的工程应用中提供参考。

二、实习内容与过程1. 生产工艺流程学习在实习的第一周，我在导师的指导下，学习了硬质合金的生产工艺流程。

主要包括原料准备、混合磨料、烧结、锻造、磨削和检测等环节。

在这个过程中，我深入了解了各个环节的操作方法及注意事项，并学会了使用相关设备。

2. 生产设备操作在实习的第二周，我开始参与到生产设备的操作中。

在导师的指导下，我学会了操作混合磨料机、烧结炉、锻造机等主要设备，并掌握了设备的安全操作规程。

3. 性能检测在实习的第三周，我学习了硬质合金性能的检测方法。

主要包括硬度、抗弯强度、冲击韧性等指标的检测。

通过实际操作，我掌握了性能检测设备的使用方法，并能够独立进行性能检测。

4. 实际应用学习在实习的第四周，我跟随导师学习了硬质合金在实际应用中的优势及注意事项。

我们参观了企业的应用实例，如切削工具、模具等，并与企业工程师进行了深入交流，了解了硬质合金在实际应用中的性能表现及优势。

三、实习收获与反思通过这次实习，我对硬质合金的生产工艺、性能及应用有了更深入的了解，收获如下：1. 掌握了硬质合金的生产工艺流程，学会了使用主要生产设备。

2. 学会了硬质合金性能的检测方法，提高了自己的实践能力。

3. 了解了硬质合金在实际应用中的优势及注意事项，为其在今后的工作中的应用提供了参考。

同时，我也认识到自己在实践过程中存在的不足，如对某些设备的操作不够熟练，对某些性能检测方法的掌握不够扎实等。

硬质合金刀具涂层及种类自从20世纪60年代以来，经过近半个世纪的的发展，刀具表面涂层技术已经成为提升刀具性能的主要方法。

刀具表面涂层，主要通过提高刀具表面硬度，热稳定性，降低摩擦系数等方法来提升切削速度，提高进给速度，从而提高切削效率，并大幅提升刀具寿命。

图一 PVD涂层刀具一、涂层工艺刀具涂层技术通常可分为化学气相沉积（CVD）和（PVD）两大类。

1．CVD技术被广泛应用于硬质合金可转位刀具的表面处理。

CVD可实现单成份单层及多成份多层复合涂层的沉积，涂层与基体结合强度较高，薄膜厚度较厚，可达7～9μm，具有很好的耐磨性。

但CVD工艺温度高，易造成刀具材料抗弯强度下降；涂层内部呈拉应力状态，易导致刀具使用时产生微裂纹；同时，CVD工艺排放的废气、废液会造成较大环境污染。

为解决CVD工艺温度高的问题，低温化学气相沉积（PCVD），中温化学气相沉积（MT-CVD）技术相继开发并投入实用。

目前，CVD（包括MT-CVD）技术主要用于硬质合金可转位刀片的表面涂层，涂层刀具适用于中型、重型切削的高速粗加工及半精加工。

2．PVD技术主要应用于整体硬质合金刀具和高速钢刀具的表面处理。

与CVD工艺相比，PVD工艺温度低（最低可低至80℃），在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度基本无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层；PVD工艺对环境无不利影响。

PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金钻头、铣刀、铰刀、丝锥、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。

图二 PVD涂层原理物理气相沉积（PVD）在工艺上主要有（1）真空阴极弧物理蒸发（2）真空磁控离子溅射两种方式。

（1）阴极弧物理蒸发（ARC）真空阴极弧物理蒸发过程包括将高电流，低电压的电弧激发于靶材之上，并产生持续的金属离子。

被离化的金属离子以60～100eV平均能量蒸发出来形成高度激发的离子束，在含有惰性气体或反应气体的真空环境下沉积在被镀工件表面。

硬质合金涂层工艺硬质合金涂层是指通过化学气相沉积(CVD)等方法，在硬质合金刀片的表面上涂覆耐磨的TiC或TiN、HfN、Al2O3等薄层，形成表面涂层硬质合金。

优点：提高了加工效率；涂层刀片的切削力有一定降低；已加工表面质量较好；刀片有较宽的适用范围简介：这是现代硬质合金研制技术的重要进展。

1969年，西德克虏伯公司和瑞典山特维克公司研制的TiC涂层硬质合金刀片初次投入市场。

1970年后，美国、日本和其他国家也都开始生产这种刀片。

三十余年来，涂层技术有了很大的进展。

涂层硬质合金刀片由第一代、第二代已发展到第三代、第四代产品。

优点：硬质合金涂层的优点：涂层硬质合金刀片一般均制成可转位的式样。

用机夹方法装卡在刀杆或刀体上使用。

它具有以下优点：1)由于表层的涂层材料具有极高的硬度和耐磨性，故与未涂层硬质合金相比，涂层硬质合金允许采用较高的切削速度，从而提高了加工效率；或能在同样的切削速度下大幅度地提高刀具耐层硬质合金允许采用较高的切削速度，从而提高了加工效率；或能在同样的切削速度下大幅度地提高刀具耐用度。

用度。

2)由于涂层材料与被加工材料之间的摩擦系数较小，故与未涂层刀片相比，涂层刀片的切削力有一定降低。

3)涂层刀片加工时，已加工表面质量较好。

4)由于综合性能好，涂层刀片有较好的通用性。

一种涂层牌号的刀片有较宽的适用范围。

工艺：硬质合金涂层最常用的方法是高温化学气相沉积法(简称HTCVD法)，是在常压或负压的沉积系统中，将纯净的H2、CH4、N2、TiCl4、AlCl3、CO2等气体或蒸气，按沉积物的成分，将其中的有关气体，按一定配比均匀混合，依次涂到一定温度(一般为1000℃～1050℃)的硬质合金刀片表面，即在刀片表面沉积TiC、TiN、Ti(C，N)或Al2O3或它们的复合涂层。

反应方程式概括如下：TiCl4+CH4+H2TiC+4HCl+H2TiCl4+½N2+2H2TiN+4HClTiCl4+CH4+½N2+H2→Ti(CN)+4HCl+H22A1Cl3+3CO2+3H2→Al2O3+3CO+6HCl用PCVD(等离子体化学气相沉积)法在硬质合金刀片表面进行涂层也得到应用，因涂层工艺温度较低(700°～800°)，故刀片的抗弯强度降低的幅度较小，对铣刀片比较适宜。