[0:10.13374/j.issn1001-053x.1983.01.015 北京钢铁学院学报 1983年第1期 低温化学气相沉积氨化钛 无机化学教研室王曾算马学曾蒿葆云文耀典 摘要 用纯氨做原料在钢铁表面进行化学气相沉积氮化钛时，可使沉积温度降到 570°C以下。高速钢刀具经沉积后不需再行淬火处理。本文介绍了沉积反应时纯氨 的制备以及为降低沉积温度的沉积条件选择等。样品经此处理后，涂层生长速率为 2.7μ2.5（μm)/hr,涂屏硬度Hva,as,约为1700kg/mm2。X射线衍射分析证明表 面为TiN。 前 言 通过化学气相沉积法，在钢或硬质合金基材表面上获得一层极硬而薄的TN、TC或 T1(C,N)涂层，可以改善这些材质表面的抗腐蚀与抗磨耗性能。使用有这种涂层的刀 具、模具或机械的耐磨部件时，寿命可以成倍或成十数倍地提高。这种涂层的使用日益广 泛。但是，通常的化学气相沉积方法需要用1000~1200°C的工作温度。工作温度太高不 仅耗费能量多，也降低炉子寿命，更严重的是经过高温处理后的基材会发生变形，且工具 钢之类的基材经过高温沉积涂层之后还必须经过淬火方可使用，这要求增加淬火工序，而 TN、TC'、Ti(C,N)等在淬火时如果保护不善还会造成涂层破裂，这使高温化学气相 沉积的应用受到了限制。 近年来，人们认为物理气相沉积使用的沉积温度较低(<650°C),没有化学气相沉 积的上述缺点，所以对物理气相沉积较重视。但是物理气相沉积也有缺点，主要是设备投 资较大，工作效率较低而且质量不太稳定，与此同时，低温化学气相沉积方法的研究工作 也在不断发展，不过目前已有的成就还不多C1)、〔2)、〔3)。我们最近在钢铁样品表面进行 了低温化学气相沉积T1N的研究，现将结果总结如下。 理论部分 在TC1,+N2(或TC14+N2+H2)体系中，对钢表面进行化学气相沉积时，有如下 的化学反应： TiCl+N:+2H:-TiN+4HCI (1) *本文在1981年2月完成， 176北 京 栩 铁 学 院 学 报 年第 猫 低温化学气相沉积氮化钦 无机化 学教 研 室 王 曾 隽 马肇曾 离葆云 丈 耀典 摘 要 用纯氨做原料在钢铁表面进 行化学气相沉 积氮化钦时 ， 可使沉 积 温 度 降 到 。 。 以下 。 高速钢刀具 经沉 积 后 不需再 行淬火处 理 。 本文介绍 了沉积反应时纯氨 的制备以及 为降低沉 积 温度的沉 积条件选择等 。 样品经此处理后 ，涂 层生长速率 为 · 卜 · 卜 ， 涂层硬度 。 ，。 ，， 约为 。 爪 么 。 射线衍射分析证明表 面为 。 公介 ， 去 日幼 日 通 过化学气相沉 积 法 ， 在钢或硬 质合金基材表面 上获得一层极硬而薄 的 、 或 ， 涂层 ， 可 以改善这些材质表面的抗腐蚀与抗磨耗性能 。 使 用 有这种涂层 的 刀 具 、 模具或机械 的耐磨部件时 ， 寿 命可 以成 倍或成十 数倍地 提高 。 这种涂层的使用 日益广 泛 。 但是 ， 通常的 化学气相沉 积方法需要用 。 。 的 工作温 度 。 工作温 度太 高 不 仅耗费能量 多 ， 也 降低炉子寿命 ， 更 严 重的是经过高温处理后的基材会发生变形 ， 且 工 具 钢之类的基 材经 过高温沉 积涂层之 后还必须经过淬火方可使用 ， 这 要求增加淬火工 序 ， 而 、 、 ， 等 在淬火时如果保护不善还 会造成涂层破裂 ， 这使高温 化学气相 沉积的应用 受到了 限制 。 近年来 ， 人们认 为物理气相沉 积使用的 沉积温度较低 。 “ ， 没有化 学气 相沉 积的上述缺点 ， 所 以对 物理气相沉 积较重视 。 但是物理气相沉 积也有缺点 ， 主 要是 设备投 资较大 ， 工作效率较低而且 质量不太稳定 ， 与此同时 ， 低温 化学气相沉 积方法的研究工 作 也在不断发展 ， 不 过 目前已 有的成就还不 多〔 ‘ 〕 、 〔 〕 、 〔 〕 。 我们最近在钢铁样品表面 进行 了低温化学气相沉 积 的研究 ， 现将结果总结如下 。 理 论 部 分 在 ‘ 或 ‘ 体系中 ， 对钢表面 进行化 学气相沉积时 ， 有 如下 的 化学反应 。 、 ， ， ， 、 ， ， ， ‘ ’ 七 ，‘ 百伪 叉豆囚 七 五 本文 在 今 年 月 完 成、 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1983．01．015