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    苏州帕士卡影响氮化钛涂层性能因素及注意事项

    发布时间：2022-02-16 14:02 浏览： 次

    氮化钛涂层（TiN）作为含钛涂层，以其高硬度、高耐磨性和良好的化学稳定性成为应用前景光明的涂层材料，在工模具行业得到广泛应用。并且，氮化钛涂层制备方法也较多，如多弧离子镀、磁控溅射镀膜技术等都可以制备氮化钛涂层。不过，在制备过程中，某些工艺参数会影响氮化钛涂层的性能与质量，需要工作人员注意。下面，苏州帕士卡微纳米科技有限公司为大家分享一下哪些因素影响氮化钛涂层性能吧。
    　
    一、温度
    温度是影响涂层性能优劣的一个重要工艺参数。沉积温度过高，沉积速率过快，涂层组织呈粗大枝状结晶，影响涂层的质量；而沉积温度过低，也容易形成多孔、疏松的沉积物，降低与基体的结合强度。因此，合理选择温度是获得厚度适中、显微组织呈致密柱状结晶的高质量涂层的必要条件。
     
    二、化学成分
    TiN涂层中N原子的相对含量对其性能有重要的影响，一般其硬度随x值的增大而增加，韧性随x值的增大而降低。当x<0.56时，其硬度随x值增大而增大；当x>0.56时，硬度则随x值增大而减小；弹性模量在x=0.6时约为610GPa，在x=1时约为540GPa，整体呈下降趋势。在低荷载(10N)时，各组分涂层显示出极好的摩擦学特性，摩擦系数和磨损量均很低，且随组分的变化不大；但随着荷载进一步增大，摩擦系数和磨损量都相应增大，且增大的幅度与涂层组分密切相关，一般随N含量的增加而减少。
     
    三、气体配比
    在制备    TiN涂层时，反应气体通常用CH4与N2，或者C2H2与N2的混合气体。这两种气体之间的相对比例对TiN涂层性能有一定的影响。随CH4：N2流量比的增大，涂层的硬度增大。随着混合气体中CH4比例的升高，TiCN涂层的硬度提高、耐磨性增强。并且，氮化钛涂层的硬度随着C2 H2:N2的增大而增大，随着比值的进一步增大，硬度又逐渐减小。
     
    四、涂层厚度
    TiN涂层厚度对其硬度的影响极大，涂层太薄，在外力作用下涂层容易变形剥落；涂层太厚，则处于高的应力状态，其抗变形、抗剥落能力将会下降，并且涂层容易变脆。通常单一硬质PVD或CVD涂层的厚度在1~10μm之间，多层涂层的单层厚度一般不超过5μm。
     
    在TiN涂层制备过程中，影响涂层厚度的因素是多方面的，如在多弧离子镀制备TiN涂层时，当工件与靶源的距离靠近涂层厚度将增大；随着镀层时间的延长涂层厚度将增大。通常在靶源数量、基体与靶源距离确定的情况下，可通过调整电弧电流及镀层时间来获得一定厚度的涂层。