硬质合金的涂层技术

硬质合金涂层用途
硬质合金涂层是指将硬质合金材料涂覆在基材表面形成的一种薄层，
具有硬度高、耐磨损、耐腐蚀等优点。

其主要用途广泛，可以在各个
领域中发挥重要作用。

一、机械加工领域
硬质合金涂层可应用于机械加工行业，如钻头、刀具等的制造和修复。

硬质合金涂层在刀具表面形成一层硬度高、耐磨损的保护膜，大大提
高了刀具的寿命和加工效率。

同时，涂层还能减少加工过程中的摩擦
和热变形，提高了切削平稳度，从而提高了加工质量。

二、模具制造领域
模具是工业制造中重要的工具，其质量直接影响到成品质量和精度。

硬质合金涂层可应用于模具表面，提高模具的硬度和防磨损性能，避
免模具使用过程中出现运动部位的局部热损伤，延长模具寿命，提高
了模具制造的生产效率。

三、汽车工业领域
汽车是人们日常生活中使用频率较高的工具，其零部件在使用过程中
经常受到磨损。

利用硬质合金涂层技术在汽车零部件表面形成硬质合
金膜，不仅可以强化零部件磨损性能，提高其使用寿命，同时还能降
低汽车零部件的能耗和噪音，为汽车工业的发展提供了技术支持。

四、航空航天领域
航空航天工业作为国家高端制造业的代表，涉及到行业科技创新、国防安全以及相关产业的发展。

利用硬质合金涂层技术，可以提高航空发动机叶片、涡轮叶片的耐磨性、抗腐蚀性、高温性和高压力性能，延长其工作寿命，为航空航天产业的发展起到了重要的推动作用。

综上所述，硬质合金涂层在工业制造中具有广泛的应用前景。

未来，随着工业制造技术的不断进步和国家经济的快速发展，硬质合金涂层技术将会得到越来越广泛的应用。

超硬材料涂层1.金刚石、类金刚石（DLC）涂层金刚石涂层是新型刀具涂层材料之一。

它利用低压化学气相沉积技术在硬质合金基体上生长出一层由多晶构成的金刚石膜，用其加工硅铝合金和铜合金等有色金属、玻璃纤维等工程材料及硬质合金等材料，刀具寿命是一般硬质合金刀具的50～100倍。

金刚石涂层采纳了很多金刚石合成技术，最一般的是热丝法、微波等离子法和DC等离子喷射法。

通过改进涂层方法和涂层的粘结，已生产出金刚石涂层刀具，并在工业上得到了应用。

近年来，美国、日本和瑞典等国家都已相继推出了金刚石涂层的丝锥、铰刀、铣刀以及用于加工印刷线路板上的小孔金刚石涂层硬质合金钻头及各种可转位刀片，如瑞典Sandvik公司的CD1810和美国Kennametal公司的KCD25等牌号产品。

美国Turchan公司开发的一种激光等离子体沉积金刚石的新工艺，用此法沉积金刚石，由于等离子场包围整个刀具，刀具上的涂层均匀，其沉积速度比常规CVD法快1000倍。

此法所成的金刚石涂层与基体之间产生真正的冶金结合，涂层强度高，可防止涂层脱落、龟裂和裂纹等缺陷。

CemeCon公司具有特色的CVD金刚石涂层技术，2000年建立生产线，使金刚石涂层技术达到工业化生产水平，其技术含量高，可以批量生产金刚石涂层。

类金刚石涂层在对某些材料（Al、Ti及其复合材料）的机械加工方面具有明显优势。

通过低压气相沉积的类金刚石涂层，其微观结构与天然金刚石相比仍有较大差异。

九十时代，常采纳激活氢存在下的低压气相沉积DLC，涂层中含有大量氢。

含氢过多将降低涂层的结合力和硬度，增大内应力。

DLC中的氢在较高的温度下会渐渐释放出来，引起涂层工作不稳定。

不含氢的DLC硬度比含氢的DLC高，具有组织均匀、可大面积沉积、成本低、表面平整等优点，已成为近年来DLC涂层讨论的热点。

美国科学家A.A.Voevodin提出沉积超硬DLC涂层的结构设计为Ti—TiC—DLC梯度变化涂层，使硬度由较软的钢基体渐渐提高到表层超硬的DLC涂层。

硬质合金涂层结合力国标
摘要：
1.硬质合金涂层的概述
2.硬质合金涂层结合力的国标
3.国标对硬质合金涂层结合力的规定和影响
4.结合力对硬质合金涂层性能的重要性
5.提升硬质合金涂层结合力的方法
正文：
硬质合金涂层结合力国标是指我国针对硬质合金涂层结合力制定的技术标准。

硬质合金涂层结合力是指涂层与基材之间的粘结强度，它是评价涂层性能的重要指标之一。

国标对于硬质合金涂层结合力的规定，旨在保证涂层在各种工况下的稳定性和可靠性，从而确保产品的安全性和使用寿命。

国标对硬质合金涂层结合力的规定主要涉及涂层的附着力、内应力和耐磨性等方面。

附着力是指涂层与基材之间的粘结强度，内应力是指涂层内部由于温度、应力等因素引起的应力分布不均，耐磨性是指涂层在磨损过程中的抗磨损能力。

这些性能指标都是评价涂层结合力的重要参数。

结合力对硬质合金涂层性能的重要性体现在以下几个方面：首先，结合力直接影响着涂层的耐磨性，耐磨性是涂层在磨损过程中抵抗磨损的能力，是评价涂层使用寿命的重要指标；其次，结合力也影响着涂层的附着力，附着力是涂层与基材之间的粘结强度，是涂层在各种工况下保持稳定性和可靠性的基础；最后，结合力还影响着涂层的内应力，内应力是涂层内部由于温度、应力
等因素引起的应力分布不均，过高的内应力会导致涂层的龟裂、脱落等现象，从而影响涂层的性能和使用寿命。

刀具涂层技术的应用自20世纪60年代化学气相沉积（CVD）涂层硬质合金刀片问世发来，涂层技术被广泛应用于硬质合金可转位刀具的表面处理。

而20世纪80年代初，TiN物理气相沉积（PVD）涂层高速钢刀具的出现，以使高速钢刀具的性能发生了革命性的变革。

由于涂层技术可有效提高切削刀具的使用寿命，使用刀具获得优良的综合机械性能，大幅度地提高机械加工效率，因此涂层技术已经在切削刀具提高性能的工艺中得到极为广泛的应用于。

刀具涂层技术通常可分为化学气相沉积（CVD）技术和物理气相沉积（PVD）技术两大类，本文拟从这两方面分别介绍国内外刀具涂层技术的应用情况。

1、刀具涂层技术的应用（1）CVD涂层技术的应用CVD是使挥发性化合气体发生分解或化学反应，并在被镀工件上形成沉积成膜的方法。

在CVD工艺中，气相沉积所需金属源的制备相对容易，可实现TiN、TiC、TiCN、TiBN、TiB2、AL2O3等单层及多元多层复合涂层。

CVD涂层镀层密实，涂层与基体结合强度高，附着力强，均匀性好，形状复杂的工件也可得到合金副的镀层，薄膜厚度可达5—12微米，因此CVD涂层具有更好的耐磨性。

但其工艺处理温度高，易造成刀具材料抗弯强度的下降，薄膜内部为拉应力状态，使用中易导致微裂纹的产生，因此只适合于硬质合金车削类刀具的表面涂层，其涂层刀具适合于中型、重型切削的高速加工及半精加工。

自1968年第一批CVD涂层硬质合金刀具问世至今，该涂层技术已发展了近35年。

在这35年间，CVD涂层技术从单一成份发展到多种成份、从单一膜层发展到多元多膜层，经过大量的试验，完成了批量大规模的工业化生产。

如今，CVD涂层硬质合金在涂层硬质合金刀具中占到了80%以上的份额，CVD涂层技术已广泛应用于各类硬质合金刀具。

其涂层工艺的主要发展阶段及应用领域见下表：1968——TiN、TiN——方法CVD——硬质合金刀具、模具涂层1973——TiCN、TiC+AL2O3——CVD ——硬质合金刀具、模具涂层1981——TiC+AL2O3+TiN、AL-O-N——CVD——硬质合金涂层1982——TiCN——MT-CVD——硬质合金刀具涂层1986——Diamond、CBN——CVD、PVD——硬质合金刀具涂层1990——TiN、TiCN、TiC——PCVD——模具、螺纹刀具、铣刀等1993——TiN+TiCN（CVD）+TiN（PVD）——CVD+PVD——硬质合金铣削类刀具涂层1993——厚膜纤维状TiCN——MT-CVD——硬质合金车削类刀具涂层（用于粗、半精加工）从上表可以发现，CVD涂层技术主要用于硬质合金类各种切削刀具。

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。

硬质合金刀具涂层工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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TiA1N镀层硬质合金结构及性能研究摘要：本文研究了TiAlN镀层硬质合金的结构和性能。

通过采用物理气相沉积技术，在WC-Co硬质合金表面沉积了TiAlN涂层。

通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对涂层样品进行表征，发现涂层具有沉积致密、均匀和无裂纹等特点。

研究了涂层的硬度、附着力和磨损性能，并与未镀层的样品进行对比。

结果表明，TiAlN镀层硬质合金具有较高的硬度和附着力，同时具有良好的磨损性能，可以显著提高硬质合金刀具的使用寿命。

关键词：TiAlN涂层，硬质合金，物理气相沉积，硬度，附着力，磨损性能正文：引言硬质合金是一种重要的刀具材料，通常用于加工高硬度材料、粉末冶金工件等。

但是，硬质合金具有较低的耐磨性和切削性能，限制了其在实际生产中的应用。

因此，研究如何提高硬质合金的性能成为了一个重要的研究领域。

涂层技术是一种有效的方法，可以通过在硬质合金表面沉积不同的材料，改善其表面性能。

实验设计为了研究TiAlN涂层对硬质合金性能的影响，我们采用物理气相沉积技术，在WC-Co硬质合金表面沉积了不同厚度的TiAlN涂层（厚度范围为1~5μm）。

沉积过程采用Ar/N2气体混合物，沉积压力为2.5×10^-3Pa，沉积速率为0.5μm/min。

结果与讨论通过XRD测试，我们发现TiAlN涂层主要由TiN和AlN两种物质组成，且涂层具有良好的结晶性和Oriented growth性质。

如图1所示，TiAlN涂层沉积后，具有沉积致密、均匀和无裂纹的表面结构。

同时，我们研究了涂层硬度和附着力的性能。

结果表明，涂层硬度随着厚度的增加而增加，当厚度为5μm时，涂层硬度达到32.8GPa。

涂层的附着力也随着涂层厚度的增加而增加，当涂层厚度为5μm时，涂层的附着力可以达到150N。

最后，我们研究了涂层的磨损性能，并与未涂层的样品进行比较。

结果表明，涂层样品具有更长的使用寿命和更好的磨损性能，如图2所示。

硬质涂层知识图文并茂详解（2大类10种）硬质涂层是指具有一定厚度（一般为微米量级）、显微硬度在20GPa以上的涂层。

硬质涂层具有高的硬度、低的摩擦因数、良好的耐高温和耐腐蚀性能，在机械加工、模具制造、地质钻探、纺织工业及航空航天等领域发挥着越来越重要的作用。

根据显微硬度不同，硬质涂层可分为两种：一种是显微硬度介于20～40GPa之间的普通硬质涂层；另一种是显微硬度超过40GPa的超硬涂层。

1、普通硬质涂层普通硬质涂层材料大多是过渡族金属与非金属构成的化合物、金属间化合物等。

这些化合物通常通过金属键、共价键、离子键或离子键和金属键的混合键键合而成，因具有极高的硬度而主要作高速钢、硬质合金和金属陶瓷等刀具的涂层。

除了具有高硬度和高耐磨性之外，普通硬质涂层通常还具有优良的耐热性、抗氧化性、耐腐蚀性以及良好的绝缘性能。

目前常见的普通硬质涂层主要包括氮化物、硼化物、氧化物和碳化物涂层等。

1）、氮化物涂层金属氮化物一般具有熔点和硬度高，热稳定性能、耐腐蚀性能和抗氧化性能优良等特点。

钛、铬、钒、铌、锆、铪等过渡族金属的氮化物通常被用作刀具表面的强化涂层。

常见的应用最广泛的是钛、铬氮化物涂层。

TiN涂层具有硬度高、韧性好、化学稳定性好和色泽华丽等优点，已在工具行业上成功应用，曾被誉为“工具上的一次革命”。

该涂层除了可作为功能涂层外，还可作为装饰涂层；与TiN 涂层相比，CrN涂层的摩擦因数更低，耐高温和耐腐蚀性能更好，并且具有较高的溅射产额，有利于大批量的工业生产。

此外，CrN涂层的内应力较低，在不同基体上的涂层厚度可达40μｍ，而TiN涂层的厚度只能达到约10μm。

上图TiN涂层氮化物涂层的制备方法主要包括离子镀（电弧离子镀、空心阴极离子镀）、磁控溅射和CVD等。

其中CVD技术的成本较低，且制备的涂层能显著延长刀具的使用寿命，但普通CVD技术的制备温度很高，超过了绝大数常用刀具材料的热处理温度，因而可用CVD技术来制备涂层的刀具材料极为有限（实际上只有硬质合金满足条件）。