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TiN涂層


  TiC（碳化鈦），TiN（氮化鈦）等堅硬物質(zhì)的涂層方法大致有兩種，化學(xué)氣相沉積法（CVD法）和物理氣相沉積法（PVD法）。


化學(xué)氣相沉積法的溫度為900-1100℃，已超過了高速鋼的回火溫度，所以不能用于高速鋼的表面涂層。


  物理氣相沉積法溫度較低，在500℃以下，適合對高速鋼絲錐，銑刀的涂層，物理氣相沉積法中最具代表性，最常用的是HCD離子電鍍工藝。


HCD離子電鍍工藝的基本過程是：把涂層材料鈦（Ti）放于高真空槽內(nèi)的坩中，用電子射線讓它熔解并與氮氣反應(yīng)，使之在已預(yù)熱且受負電壓作用下的刀具表面上生成細密。牢固的氮化鈦（TiN）涂層，TiN涂層呈金黃色，與刀具母體的密著性很好。


  絲錐表面的TiN涂層厚度為1-3um。


  1特點


  TiN涂層的特點是： 
  提高表面硬度，提高耐磨性。 
  減小磨擦系數(shù)。 
  防粘結(jié)。 
  提高耐熱性。


  這些特點能完全達到本節(jié)最初所講的對刀具表面處理的目的，前面已述表面氮化處理也能提高刀具的表面硬度，但TiN被膜硬度更高，為2000HV，差不多是高速鋼母體硬度的三倍。


  和其他氮化物，碳化物相比，TiN的熱傳導(dǎo)率，熱膨脹系數(shù)均接近于高速鋼，所以與高速鋼的粘附強度高。
  TiN涂層可大幅度減小摩擦系數(shù)，例如TiN涂層對鎳的磨擦系數(shù)僅為高速鋼對鎳的50%。


  2適用范圍


  TiN涂層的絲錐兼?zhèn)涞幚砗脱趸幚韮烧叩膬?yōu)點，因此，對軟材料和硬材料均有很好的性能，適用范圍很寬，對一般的軋制結(jié)構(gòu)鋼，易產(chǎn)生粘結(jié)的不銹鋼，合金工具鋼等均有很好的切削效果。


  3切削性能


  TiN涂層與絲錐壽命的實驗結(jié)果見圖14，其中，圖的上部分刃傾角絲錐不經(jīng)任何表面處理和經(jīng)氧化處理，TiN涂層三者加工析出硬化系不銹鋼SUS630的情況，被切削材料易產(chǎn)生粘結(jié)，同時硬度高（45HRC），要求刀具有良好的抗粘結(jié)性和耐磨性，實驗結(jié)果表明，絲錐壽命經(jīng)氧化處理的是不經(jīng)氧化處理的3倍，而TiN涂層的又是氧化處理的3倍，圖的中部是被切削材料為S45C鋼的情況，下部為經(jīng)氧化處理和TiN涂層的N型擠壓絲錐，加工SS400鋼的情況，同樣TiN涂層絲錐的壽命都約是氧化處理絲錐壽命的3倍。