丝锥的TiN涂层表面处理

TiN涂层

TiC（碳化钛），TiN（氮化钛）等坚硬物质的涂层方法大致有两种，化学气相沉积法（CVD法）和物理气相沉积法（PVD法）。

化学气相沉积法的温度为900-1100℃，已超过了高速钢的回火温度，所以不能用于高速钢的表面涂层。

物理气相沉积法温度较低，在500℃以下，适合对高速钢丝锥，铣刀的涂层，物理气相沉积法中最具代表性，最常用的是HCD离子电镀工艺。

HCD离子电镀工艺的基本过程是：把涂层材料钛（Ti）放于高真空槽内的坩中，用电子射线让它熔解并与氮气反应，使之在已预热且受负电压作用下的刀具表面上生成细密。牢固的氮化钛（TiN）涂层，TiN涂层呈金黄色，与刀具母体的密著性很好。

丝锥表面的TiN涂层厚度为1-3um 。

1 特点

TiN涂层的特点是： 提高表面硬度，提高耐磨性。 减小磨擦系数。 防粘结。 提高耐热性。

这些特点能完全达到本节最初所讲的对刀具表面处理的目的，前面已述表面氮化处理也能提高刀具的表面硬度，但TiN被膜硬度更高，为2000HV，差不多是高速钢母体硬度的三倍。

和其他氮化物，碳化物相比，TiN的热传导率，热膨胀系数均接近于高速钢，所以与高速钢的粘附强度高。 TiN涂层可大幅度减小摩擦系数，例如TiN涂层对镍的磨擦系数仅为高速钢对镍的50%。

2 适用范围

TiN涂层的丝锥兼备氮化处理和氧化处理两者的优点，因此，对软材料和硬材料均有很好的性能，适用范围很宽，对一般的轧制结构钢，易产生粘结的不锈钢，合金工具钢等均有很好的切削效果。

3 切削性能

TiN涂层与丝锥寿命的实验结果见图14，其中，图的上部分刃倾角丝锥不经任何表面处理和经氧化处理，TiN涂层三者加工析出硬化系不锈钢SUS630的情况，被切削材料易产生粘结，同时硬度高（45HRC），要求刀具有良好的抗粘结性和耐磨性，实验结果表明，丝锥寿命经氧化处理的是不经氧化处理的3倍，而TiN涂层的又是氧化处理的3倍，图的中部是被切削材料为S45C钢的情况，下部为经氧化处理和TiN涂层的N型挤压丝锥，加工SS400钢的情况，同样TiN涂层丝锥的寿命都约是氧化处理丝锥寿命的3倍。