硬質合金高溫化學氣相沉積TiC涂層工藝研究

(西華大學材料科學與工程學院 ，四川 成都 610039)

·先進材料及能源·

硬質合金高溫化學氣相沉積TiC涂層工藝研究

張麗珍，趙廣彬*，羅 磊，安小建，陳梽雄

(西華大學材料科學與工程學院 ，四川 成都 610039)

采用高溫化學氣相沉積在YG8基體上制備TiC涂層，研究沉積溫度、沉積時間、H2流量、H2/CH4(流量比)以及TiCl4流量對鍍層的抗彎曲強度、膜基結合力及表面顯微硬度的影響，并通過正交試驗優化工藝參數。結果表明：當沉積溫度為1 000 ℃，沉積時間為90 min，H2流量為400 ml，H2/CH4(流量比)為15∶1，TiCl4流量為80 mL時，鍍層具有優良的性能，抗彎曲強度達到1 100 N，表面顯微硬度達到3 228 HV，膜基結合力達到90 N。

碳化鈦；化學氣相沉積；硬質合金

隨著涂層技術的發展，各種超硬涂層材料層出不窮[1-2]。TiC與TiN一樣都具有面心立方結構，屬于難熔化合物，不僅具有高硬度、高熔點的特點，而且還具有良好的導熱性、導電性、耐酸堿及耐腐蝕性能[3]。在新型工具涂層材料中，TiC具有很好的綜合性能，已成為主要的涂層材料之一。TiC涂層與基體間有過渡層，為冶金結合，比TiN涂層有更好的膜-基結合力。制備TiC薄膜的主要方法有化學氣相沉積(CVD)法和物理氣相沉積(PVD)法。采用化學氣相沉積法可以沉積金屬、陶瓷、化合物或合金等多種類型的薄膜,對真空條件的要求也不高，只需在低于大氣壓甚至可以在大氣壓下進行。鍍膜過程中，離子具有高度的分散性和繞鍍性，可以均勻覆蓋幾何形狀復雜的零件，便于控制膜層的純度及致密度[4-5]。采用化學氣相沉積法制備的硬質薄膜在高溫下具有良好的導熱性和良好的膜-基結合力，在機械加工行業受到了極大的歡迎[2]。……