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具有納米針狀晶粒結構的Nanolock TiCN涂層簡介

關鍵詞 耐磨 , CVD , 氮碳化鈦|2009-11-24 00:00:00|來源 《硬質合金簡報》
摘要 傳統的CVD涂層理論認為,氮碳化鈦(TiCN)涂層中的碳和氮元素必須在整個涂層中均勻分布。但是,刀具制造商倍銳特(Boehlerit)公司新開發的一種稱為“Nanolock”的Ti...

  傳統的CVD涂層理論認為,氮碳化鈦(TiCN)涂層中的碳和氮元素必須在整個涂層中均勻分布。但是,刀具制造商倍銳特(Boehlerit)公司新開發的一種稱為“Nanolock”的TiCN涂層卻打破了上述論斷。
  據該公司涂層開發部負責人Reinhard Pitonak介紹,Nanolock是第一種在涂層中的某些區域含氮量較高,而在與其鄰近的區域含碳量較高的TiCN涂層。當以100倍的放大倍數觀測該涂層時,可以看到富氮區域顯現黃色到橙色,而富碳區域則顯現為紅色到灰色。
  正如涂層名稱所表明的那樣,Nanolock涂層具有納米晶粒結構,其晶粒的三維尺寸中有兩個尺寸小于100納米。Nanolock涂層結構呈針狀或纖維狀,具有很好的穩定性,并能為后續涂覆的Al2O3層起到粘結層的作用。
  與倍銳特公司最先在其部分車削刀片(如Steeltec“K”刀片)上沉積的中溫(700-900℃)TiCN層不同,Nanolock TiCN涂層溫度為950-1000℃。Pitonak說,較高的涂層溫度(在沉積過程中會有一些變化)可使涂層具有彈性,同時可提供更好的耐磨性和抗氧化性,而這些特性通常是相互排斥、很難兼顧的。Nanolock涂層的硬度為2500HV,而中溫MT-TiCN涂層的硬度為3000HV,這意味著后者的脆性更大。雖然Nanolock涂層的硬度稍低,但其耐磨性卻優于其他硬度更高的涂層。
  倍銳特公司的Steelte,“K”車刀片及其上的多層涂層(其中包括Nanolock TiCN層)。在前面提到的Al2O3層的上面是TiCN-TiN層,其上又覆蓋了一層1-1.5μm厚的“黃色”Al2O3層。Al2O3 涂層通常是黑色的,但Boehlerit公司通過采用特殊的工藝參數,能夠沉積出透明的Al2O3層,從而使用戶能方便地觀察作為磨損標識的黃色 TiN層,而又不會損壞它。
  用于車削刀片時,Nanolock層厚度約為7μm,約占涂層總厚度(15-16μm)一半;用于銑削刀片時(涂層總厚度約為7-9μm),Nanolock層厚度約為2-3μm。
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