表面涂層技術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,通過表面涂層,改善接觸性能。但由于涂層制造過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,在接觸應力作用下涂層結構易產(chǎn)生裂紋,隨著裂紋的擴展,引起涂層的剝落而造成零件的失效。為滿足涂層結構在工程應用中的可靠性要求,需要研究在摩擦接觸條件下涂層結構的失效機理。本文主要完成了以下工作:1利用等離子輔助化學氣相沉積技術制備厚度為10μm的氮化鈦涂層,其基體為高速鋼。利用顯微硬度儀測量得到涂層的硬度約為2000HV4000HV,利用納米壓痕儀測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)上屬于摩擦接觸問題,可通過掃描電鏡對涂層劃痕表面進行觀察與分析,結果表明在涂層表面產(chǎn)生了平均間距約為5.1μm弧形裂紋,同時測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型結構，屬面心立方點陣，晶格常數(shù)a=0.4241nm。臺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化硫潤滑劑的耐磨性。用TIN薄膜涂覆在IF—MS2上，因為它具有的高硬度、高熔點、高磨損抵抗力，優(yōu)良的化學穩(wěn)定性等特點，因此可以在提高飛機和航天器的發(fā)動機等零件的潤滑性能的同時，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)定太陽能吸收層的研究開始于1984年，較為近(Ti，A1)N涂層也被建議應用于太陽能選擇吸收層和太陽能控制窗口，這主要是因為(Ti，AI)N涂層耐高溫的特點。關于TiN和TiA1N涂層在太陽能領域的應用。上海鍍鈦氮化鈦功能氮化鈦具有良好導電性、高熔點、高硬度及耐磨耐酸堿腐蝕等特性，在開發(fā)高耐用的催化劑載體領域具應用前景。

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)相晶粒明顯細化，陶瓷的理學性能無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;通過以一定比例向陶瓷中添加TiN粉末，可以提高陶瓷的強度、韌性、硬度;將納米氮化鈦添加到TiN/Al2O3復相納米陶瓷中，通過機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)部形成導電網(wǎng)絡。這種材料可以作為電子部件應用于半導體工業(yè)。

研究新工藝、新材料在齒輪上的應用，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。“齒輪表面陶瓷生長工藝的研究”主要研究齒輪表面陶瓷的生長，實現(xiàn)陶瓷生長層與本體緊密結合，為高韌性、耐磨耐熱、長壽命的齒輪提供重要的理論依據(jù)和試驗數(shù)據(jù)。主要有以下幾個方面：①對32Cr2MoV鋼離子滲氮進行了研究。通過離子滲氮，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合處理的研究，采用正交試驗法，運用多弧離子鍍，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TiN陶瓷性能的影響，優(yōu)化出了一種工藝，并通過該工藝獲得了性能優(yōu)良的TiN陶瓷涂層。③對32Cr2MoV鋼、滲氮層及TiN陶瓷進行了微觀結構的分析，研究其結構對整個材料性能的影響。研究了表面TiN陶瓷材料的耐腐蝕性能。④對32Cr2MoV鋼氮化與復合處理試樣進行了滾子試驗，研究其摩擦磨損性能，試驗表明：材料經(jīng)過復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，可通過提高貴金屬鉑利用率、增強金屬-載體間相互作用、促進質(zhì)量/電荷轉移及增強耐腐蝕。

50.近幾年來,利用鈦、氮化鈦及碳化鈦作為表面鍍層材料,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,已在應用的有化學方法、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)展起來的離子涂鍍法優(yōu)點適合多,引起了人們的注意。氮化鈦離子涂鍍技術的主要機理是: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)檎魵狻＿@一變?yōu)檎魵獾倪^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)達國家得以推廣使用，并為機械加工行業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益。上海鍍鈦氮化鈦功能

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(yè)的發(fā)展。臺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2198-T8型鋁鋰合金進行干式銑削試驗。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)。結果銑削鋁鋰合金時,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重,切削效能比較低。粘附磨損嚴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,通過提高銑削速度可明顯降低材料的粘結程度,降低表面粗糙度與銑削力,TiN涂層在銑削鋁鋰合金時較好小表面粗糙度可達到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)生了嚴重的塑性變形。結論與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的切削效能比較好,可以達到比較好的表面粗糙度和加工效果臺州壓鑄模具氮化鈦加工

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