表面涂層技術(shù)已成為提高材料抗疲勞和抗磨損性能的重要手段。許多零部件,例如刀具、齒輪和軸承等,通過(guò)表面涂層,改善接觸性能。但由于涂層制造過(guò)程中不可避免的缺陷以及涂層基體之間彈性參數(shù)不連續(xù)性,在接觸應(yīng)力作用下涂層結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生裂紋,隨著裂紋的擴(kuò)展,引起涂層的剝落而造成零件的失效。為滿足涂層結(jié)構(gòu)在工程應(yīng)用中的可靠性要求,需要研究在摩擦接觸條件下涂層結(jié)構(gòu)的失效機(jī)理。本文主要完成了以下工作:1利用等離子輔助化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備厚度為10μm的氮化鈦涂層,其基體為高速鋼。利用顯微硬度儀測(cè)量得到涂層的硬度約為2000HV4000HV,利用納米壓痕儀測(cè)量得到涂層的彈性模量和斷裂韌度分別為590GPa和3.30MPa·1/2m。劃痕法本質(zhì)上屬于摩擦接觸問(wèn)題,可通過(guò)掃描電鏡對(duì)涂層劃痕表面進(jìn)行觀察與分析,結(jié)果表明在涂層表面產(chǎn)生了平均間距約為5.1μm弧形裂紋,同時(shí)測(cè)得涂層表面的摩擦系數(shù)約為0.25。19. 氮化鈦(TiN)具有典型的NaCl型結(jié)構(gòu)，屬面心立方點(diǎn)陣，晶格常數(shù)a=0.4241nm。臺(tái)州壓鑄模具氮化鈦加工
50.用TiN薄膜涂覆在IF—MS2上?？梢蕴岣叨f化硫潤(rùn)滑劑的耐磨性。用TIN薄膜涂覆在IF—MS2上，因?yàn)樗哂械母哂捕?、高熔點(diǎn)、高磨損抵抗力，優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，因此可以在提高飛機(jī)和航天器的發(fā)動(dòng)機(jī)等零件的潤(rùn)滑性能的同時(shí)，又可以保證航天零件的耐高溫和耐摩擦性能。TiN薄膜用于高溫大氣穩(wěn)定太陽(yáng)能吸收層的研究開(kāi)始于1984年，較為近(Ti，A1)N涂層也被建議應(yīng)用于太陽(yáng)能選擇吸收層和太陽(yáng)能控制窗口，這主要是因?yàn)?Ti，AI)N涂層耐高溫的特點(diǎn)。關(guān)于TiN和TiA1N涂層在太陽(yáng)能領(lǐng)域的應(yīng)用。上海鍍鈦氮化鈦功能氮化鈦具有良好導(dǎo)電性、高熔點(diǎn)、高硬度及耐磨耐酸堿腐蝕等特性，在開(kāi)發(fā)高耐用的催化劑載體領(lǐng)域具應(yīng)用前景。
氮化鈦是一種新型多功能陶瓷材料。在TiC-Mo-Ni系列金屬陶瓷中添加一定量的氮化鈦，硬質(zhì)相晶粒明顯細(xì)化，陶瓷的理學(xué)性能無(wú)論在室溫還是高溫條件下均得到大幅改善，然后金屬陶瓷的高溫耐腐蝕性和抗氧化性大幅提高;通過(guò)以一定比例向陶瓷中添加TiN粉末，可以提高陶瓷的強(qiáng)度、韌性、硬度;將納米氮化鈦添加到TiN/Al2O3復(fù)相納米陶瓷中，通過(guò)機(jī)械混合法等各種方法均勻混合，在得到的含有納米氮化鈦粒子的陶瓷材料內(nèi)部形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。這種材料可以作為電子部件應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)。
研究新工藝、新材料在齒輪上的應(yīng)用，提高齒輪的質(zhì)量和性能，降低生產(chǎn)和使用成本，減少噪音，減少能源和資源消耗具有十分重要的意義?！褒X輪表面陶瓷生長(zhǎng)工藝的研究”主要研究齒輪表面陶瓷的生長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)陶瓷生長(zhǎng)層與本體緊密結(jié)合，為高韌性、耐磨耐熱、長(zhǎng)壽命的齒輪提供重要的理論依據(jù)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)。主要有以下幾個(gè)方面：①對(duì)32Cr2MoV鋼離子滲氮進(jìn)行了研究。通過(guò)離子滲氮，提高了32Cr2MoV鋼表面硬度，并形成了一定深度的硬化層，為后續(xù)的多弧離子鍍氮化鈦(TiN)陶瓷涂層提供了良好的支撐。②離子滲氮與多弧離子鍍復(fù)合處理的研究，采用正交試驗(yàn)法，運(yùn)用多弧離子鍍，在32Cr2MoV鋼滲氮基體上鍍覆TiN陶瓷，研究多弧離子鍍各工藝參數(shù)對(duì)TiN陶瓷性能的影響，優(yōu)化出了一種工藝，并通過(guò)該工藝獲得了性能優(yōu)良的TiN陶瓷涂層。③對(duì)32Cr2MoV鋼、滲氮層及TiN陶瓷進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)的分析，研究其結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)材料性能的影響。研究了表面TiN陶瓷材料的耐腐蝕性能。④對(duì)32Cr2MoV鋼氮化與復(fù)合處理試樣進(jìn)行了滾子試驗(yàn)，研究其摩擦磨損性能，試驗(yàn)表明：材料經(jīng)過(guò)復(fù)合處理后較氮化有更好的抗摩擦磨損性能。⑤制備出了表面陶瓷齒輪，為研究表面陶瓷齒輪的承載能力、磨損、疲勞等性能提供了條件。TiN作催化劑載體，可通過(guò)提高貴金屬鉑利用率、增強(qiáng)金屬-載體間相互作用、促進(jìn)質(zhì)量/電荷轉(zhuǎn)移及增強(qiáng)耐腐蝕。
50.近幾年來(lái),利用鈦、氮化鈦及碳化鈦?zhàn)鳛楸砻驽儗硬牧?以增加刀具及磨擦另件的抗磨損能力,取得了良好的效果,其中又以氮化鈦效果比較好。鍍氮化鈦的方法很多,已在應(yīng)用的有化學(xué)方法、物理方法、電子蒸發(fā)法、離子轟擊法及離子涂鍍法等。其中又以近幾年新發(fā)展起來(lái)的離子涂鍍法優(yōu)點(diǎn)適合多,引起了人們的注意。氮化鈦離子涂鍍技術(shù)的主要機(jī)理是:將若干塊金屬鈦懸掛于密閉室的四周,在密閉室的壁與金屬鈦之間,始終存在電弧放電。在電弧的局部高溫作用下,固體金屬鈦直接變?yōu)檎魵?。這一變?yōu)檎魵獾倪^(guò)程,幾乎是在瞬間完成的。并使鈦離子獲得了很大的能量，氮化鈦涂層刀具由于其優(yōu)異性能，很快在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得以推廣使用，并為機(jī)械加工行業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。上海鍍鈦氮化鈦功能
在上世紀(jì)70年代，氮化鈦涂層成功應(yīng)用于刀具等切割加工工具上，促進(jìn)了刀具加工行業(yè)的發(fā)展。臺(tái)州壓鑄模具氮化鈦加工
比較TiN和TiAlN涂層刀具加工鋁鋰合金的切削性能和表面質(zhì)量。方法使用硬質(zhì)合金、TiN涂層和TiAlN涂層三種刀具,對(duì)2198-T8型鋁鋰合金進(jìn)行干式銑削試驗(yàn)。改變切削因素的水平,比較刀具磨損、鋁鋰合金的表面粗糙度、切削力和切屑形態(tài)。結(jié)果銑削鋁鋰合金時(shí),刀具主要磨損為粘附磨損,TiN涂層的粘附程度比較低,硬質(zhì)合金次之,TiAlN涂層表面粘附較好嚴(yán)重,切削效能比較低。粘附磨損嚴(yán)重影響銑削成形的表面粗糙度,并使銑削力增加。銑削速度是影響工件表面粗糙度的主要因素,通過(guò)提高銑削速度可明顯降低材料的粘結(jié)程度,降低表面粗糙度與銑削力,TiN涂層在銑削鋁鋰合金時(shí)較好小表面粗糙度可達(dá)到0.5μm以下。在相同的切削參數(shù)下,TiN涂層斷屑均勻,切屑表面較為光滑,切屑塑性變形較好小。硬質(zhì)合金刀具產(chǎn)生的切屑尺寸較短,切屑表面有少量帶狀條紋,TiAlN涂層刀具產(chǎn)生的切屑發(fā)生了嚴(yán)重的塑性變形。結(jié)論與TiAlN涂層和硬質(zhì)合金刀具相比,TiN涂層刀具在銑削鋁鋰合金時(shí)的切削效能比較好,可以達(dá)到比較好的表面粗糙度和加工效果臺(tái)州壓鑄模具氮化鈦加工
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