涂層硬質合金刀具給金屬加工業帶來了巨大的影響,涂層高速鋼鉆頭的發展顯然是一個自然的結果。在1980年芝加哥展覽會上至少在兩個展臺上展出了氮化鈦涂層高速鋼齒輪滾刀,但目前尚無商品供應。涂層高速鋼滾刀的性能已在幾個實驗室作了試驗。取得成功的關鍵在于要同時解決這樣一些問題,例如涂層的附著強度、涂層在大多數形狀頗為復雜的高速鋼刀具的整個表面上涂復的均勻性以及涂復過程中如何保持刀具原熱處理狀態,采用了物物理相沉積法,其溫度較低,不影響鋼的硬度。涂復后的刀具,涂層厚度均勻,且不產生積屑瘤。涂層材料滲入了高速鋼表層,其厚度隨刀具尺寸大小而變。通常只有幾微米。涂層鉆頭的成本比無涂層的同類鉆頭貴一倍,但在很多場合下,涂層鉆頭的使用壽命增加2-3倍。44、氮化鈦 ( Ti N)薄膜獨特的性能不僅在機械工業和商品的表面裝飾行業上有著適合的應用?；窗插冣伒?/p>

自20世紀80年代以來，氮化鈦的研究受到了重視。氮化鈦化學性能穩定，具有較強的耐磨損、耐腐蝕性及良好的生物相容性。在口腔醫學中主要應用于切削及旋轉器械、種植體和義齒等表面鍍膜，以增強其耐磨損性及生物安全性。氮化鈦涂層作為一種新型陶瓷涂層，由于具有高熔點、高硬度、高溫化學穩定性、高耐磨性及高耐腐蝕性能等優點，已被廣泛應用于切削刀具、高溫結構材料和抗磨抗蝕部件上。在不銹鋼表面制備一層氮化鈦涂層來進行表面改性，可有效提高其表面力學性能、耐蝕性能和生物兼容性能，有利于不銹鋼在航空航天、艦船兵器、石油化工、生物醫學等領域應用。常州涂層氮化鈦加工中心采用離子鍍技術與多弧磁控耦合鍍膜技術分別在柱塞上涂覆了TiN涂層和DLC涂層。

本文研究了不同程度合金化高速鋼非涂層和物物理相沉積TiN涂層試樣的抗干滑動磨損性能、磨損機理以及不同高速鋼車刀片切削40Cr、GCr15和1Crl8Ni9Ti不銹鋼時涂層和非涂層刀具的切削性能。試驗表明,TiN涂層高速鋼耐磨性較非涂層鋼提高近一個數量級。低合金高速鋼D950和Vasco Dyne的耐磨性不亞于通用高速鋼M2。涂層試樣磨損機理主要為粘附-接觸疲勞剝落磨損。涂層刀具切削性能較非涂層刀具大為提高。涂層低合金高速鋼刀具性能不亞于涂層通用高速鋼M2。試驗結果表明,TiN涂層的應用為高速鋼特別是低合金高速鋼的開發應用提供了廣闊的前景,涂層刀具在中硬及難加工材料的切削加工方面有著應用的潛力。

1. 為提高船用低速柴油機柱塞的耐磨性和柱塞偶件使用壽命，采用離子鍍技術與多弧磁控耦合鍍膜技術分別在柱塞上涂覆了TiN涂層和DLC涂層。利用掃描電鏡(SEM)、輪廓儀和X射線衍射儀(XRD)技術表征了TiN與DLC涂層的微觀形貌、表面粗糙度及物相組成，采用納米壓痕儀檢測了TiN與DLC涂層的納米硬度及彈性模量；運用劃痕法和壓痕法測試了TiN和DLC涂層的結合力，通過往復磨損試驗考察了這2種涂層在空氣中與在重柴油環境下的摩擦系數，同時結合光學顯微鏡定性評判TiN和DLC涂層磨損程度，通過臺架試驗評價了TiN涂層與DLC涂層柱塞的實際磨損情況。結果表明：這2種涂層晶體生長良好、結構連續致密，均未出現分層、開裂及剝離的現象，DLC涂層相對光滑，粗糙度Ra為0.10μm,而TiN涂層Ra為0.16μm; DLC涂層表面納米硬度、彈性模量及泊松比均高于TiN涂層；無論在空氣中還是重油環境下，TiN涂層摩擦系數均高于DLC涂層，耐磨性低于DLC涂層；臺架試驗后TiN涂層柱塞表面出現比較明顯的平行狀溝槽磨痕，而且整體磨損比較嚴重，而DLC涂層柱塞表面的磨痕非常窄并且淺，不易被發現，進一步證明DLC的耐磨損性能更優越。在上世紀70年代，氮化鈦涂層成功應用于刀具等切割加工工具上，促進了刀具加工行業的發展。

薄膜材料簡介制造業中高速切削和干式切削等先進技術的發展對刀具提出了較高的要求，作為刀具涂層的薄膜材料Ti N不僅要具有較高的硬度，而且要具有優良的耐磨性、耐熱性、韌性和良好的化學穩定性等。硬質薄膜表面涂層可以實現上述要求。硬質薄膜表面涂層通常指為提高構件表面耐磨性、耐腐蝕性、耐高溫性而涂覆于構件表面的膜層，厚度為幾納米到幾十微米，材料通常是一些由過渡族金屬與非金屬構成的金屬間化合物等。這些化合物一般由金屬鍵、共價鍵、離子鍵，以及離子鍵和金屬鍵的混合鍵鍵合，具有熔點高、硬度大的特征，通常還具有良好的化學穩定性和熱穩定性?；谝陨咸卣骱蛢烖c，硬質薄膜表面涂層已被廣泛應用于航空、工模具、電子等加工領域，并且在刀具、模具等方面有力推動了制造業的發展。氮化鈦是第一種產業化并被廣泛應用的硬質薄膜材料。氮化鈦薄膜具有硬度高、耐磨、耐熱、耐腐蝕等特性[1]，為面心立方晶體結構，由金屬鍵、共價鍵和離子鍵混合而成，同時具有金屬晶體和共價晶體的特性。調整氮化鈦中氮元素的百分含量，可以改變氮化鈦薄膜的顏色，從而達到理想的美觀效果。上海 刀具氮化鈦加工

氮化鈦具有金屬光澤，可作為仿真的金色裝飾材料，在代金裝飾行業中具有良好的應用前景?；窗插冣伒?/p>

氮化鈦具有耐腐蝕性強、抗氧化性好、化學穩定性高以及電導性好等優點。本文以陽極氧化法制得的納米TiO2薄膜、多孔結構和納米管材料為前驅體,通過氨氣高溫還原氮化法制得了納米氮化鈦薄膜、多孔結構和納米管材料。XRD和EDS分析結果表明,三種納米結構氮化鈦的化學組分均只含Ti、N兩種元素,且前驅體TiO2已經被完全轉化為氮化鈦,主要以TiN相和Ti2N相存在。SEM結果表明,高溫氮化得到的三種納米結構氮化鈦仍保持了前驅體的微觀結構,氮化鈦多孔結構和納米管均具有有序陣列特征,納米管管徑和孔道直徑均小于100nm,TiN薄膜表面具有很多大小不均的突起顆粒。四探針法測試得到三種納米氮化鈦的電阻率約為5.0×l0-7?·m,顯示了很好的電子導電性。恒電位階躍測試得到氮化鈦納米管的真實表面積為1591.2cm2,多孔結構為366.3cm2,薄膜為125.8cm2。采用線性伏安曲線和Tafel曲線研究了制備得到的三種納米結構氮化鈦電極在硫酸溶液中的電化學析氫性能。研究表明,雖然三種TiO2前驅體具有較大的比表面積,但由于其導電性較差,導致析氫過電位高,而形成氮化物后則能顯著提高其析氫能力。氮化鈦納米管電極真實表面積比較大,且高度有序的納米管陣列結構,具有比氮化鈦薄膜和多孔結構更好的析氫電催化活性?；窗插冣伒?/p>

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