材料表面工程硬质合金涂层总结
材料表面工程硬质合金涂层剖析课件
详细描述
通过涂覆硬质合金涂层，可以提高模具表面的硬度，从 而提高模具的抗磨损性能。
模具表面的涂层应用
总结词
提高成型精度
Hale Waihona Puke 详细描述硬质合金涂层具有优异的耐热性和化学稳定性，能够在 高温和高压力条件下保持稳定的成型精度。
机械零件表面的涂层应用
总结词
提高零件耐磨性
详细描述
在机械零件表面涂覆硬质合金涂层，能够显著提高零件的耐磨性，降低磨损率。
溶胶-凝胶法涂层具有高纯度、高致密 性、高结合力等特点，广泛应用于硬 质合金刀具和模具的表面强化。
电镀和电刷镀技术
电镀是通过电解的方法将金属 离子沉积在基体表面形成涂层 的过程。
电刷镀是一种特殊的电镀技术， 通过使用涂敷工具将电镀液涂 敷在基体表面，然后通过电化 学反应形成涂层。
电镀和电刷镀涂层具有高硬度、 高耐磨性等特点，广泛应用于 机械零件的表面强化。
硬质合金涂层能够改善零件表面的应力分布，从而提高零件的疲劳强度。
航空航天领域的涂层应用
总结词
耐高温性能优异
详细描述
硬质合金涂层具有出色的耐高温性能， 能够在高温环境下保持稳定的性能， 适用于航空航天领域的高温环境。
航空航天领域的涂层应用
总结词
抗氧化性能强
详细描述
硬质合金涂层的抗氧化性能强，能够有效抵抗航空航天领域中的高速气流和高温氧化环境。
模具表面的涂层应用
总结词
提高模具寿命
详细描述
在模具表面涂覆硬质合金涂层，能够有效提 高模具的耐磨性和抗咬合性，延长模具使用
寿命。
模具表面的涂层应用
要点一
总结词
降低热传导率
要点二
详细描述
硬质合金涂层用途
硬质合金涂层用途
硬质合金涂层是指将硬质合金材料涂覆在基材表面形成的一种薄层，
具有硬度高、耐磨损、耐腐蚀等优点。
其主要用途广泛，可以在各个
领域中发挥重要作用。
一、机械加工领域
硬质合金涂层可应用于机械加工行业，如钻头、刀具等的制造和修复。
硬质合金涂层在刀具表面形成一层硬度高、耐磨损的保护膜，大大提
高了刀具的寿命和加工效率。
同时，涂层还能减少加工过程中的摩擦
和热变形，提高了切削平稳度，从而提高了加工质量。
二、模具制造领域
模具是工业制造中重要的工具，其质量直接影响到成品质量和精度。
硬质合金涂层可应用于模具表面，提高模具的硬度和防磨损性能，避
免模具使用过程中出现运动部位的局部热损伤，延长模具寿命，提高
了模具制造的生产效率。
三、汽车工业领域
汽车是人们日常生活中使用频率较高的工具，其零部件在使用过程中
经常受到磨损。
利用硬质合金涂层技术在汽车零部件表面形成硬质合
金膜，不仅可以强化零部件磨损性能，提高其使用寿命，同时还能降
低汽车零部件的能耗和噪音，为汽车工业的发展提供了技术支持。
四、航空航天领域
航空航天工业作为国家高端制造业的代表，涉及到行业科技创新、国防安全以及相关产业的发展。
利用硬质合金涂层技术，可以提高航空发动机叶片、涡轮叶片的耐磨性、抗腐蚀性、高温性和高压力性能，延长其工作寿命，为航空航天产业的发展起到了重要的推动作用。
综上所述，硬质合金涂层在工业制造中具有广泛的应用前景。
未来，随着工业制造技术的不断进步和国家经济的快速发展，硬质合金涂层技术将会得到越来越广泛的应用。
硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化
硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化硬质合金切削刀具是现代制造业中广泛应用的工具，它能够高效地进行金属切削加工。
在选择硬质合金切削刀具的材料和优化表面涂层方面，存在着一系列的考虑因素。
本文将深入探讨硬质合金切削刀具材料选择和表面涂层优化的相关问题。
首先，硬质合金切削刀具的材料选择对其性能和寿命有着重要影响。
目前市场上常见的硬质合金切削刀具材料包括钨钛合金、钨钼合金、钨钨合金等。
这些材料具有高硬度、热稳定性和耐磨性的特点，能够满足各种切削加工的需求。
在选择硬质合金切削刀具材料时，应根据具体的切削材料和加工条件进行考虑。
不同材料的硬质合金切削刀具在不同切削材料和加工条件下的性能表现也有所不同。
钨钛合金切削刀具适用于加工碳钢、不锈钢等材料，具有优异的切削性能和较长的使用寿命；钨钼合金切削刀具适用于高硬度材料的切削加工，具有较好的耐磨性和耐热性；钨钨合金切削刀具适用于加工高温合金等材料，具有良好的耐磨性和抗蚀性。
其次，硬质合金切削刀具的表面涂层优化也是提高刀具性能和寿命的关键。
表面涂层能够提供刀具表面的硬度、抗磨性和耐热性，从而降低切削时的热失效和磨损。
常见的硬质合金切削刀具表面涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和多层复合涂层等。
涂层碳化物主要是利用碳化物材料进行表面改性，提高切削刀具的硬度和耐磨性；涂层氮化物主要是通过氮化处理，形成硬度更高的氮化物层，提高切削刀具的耐磨性和耐热性；多层复合涂层是通过在刀具表面层叠多种材料，并通过控制不同材料的厚度和组合，达到提高切削刀具性能的目的。
在进行硬质合金切削刀具表面涂层优化时，应根据切削材料、加工条件和切削过程中的磨损机理来选择合适的涂层类型。
以增加刀具的硬度和抗磨性为主要目标，选择碳化物涂层；以提高刀具的耐热性和耐磨性为主要目标，选择氮化物涂层。
同时，在选择涂层材料时，还应考虑成本、制备工艺和刀具几何形状等因素。
此外，刀具表面涂层的结构和性能也需要进行优化。
硬质材料之硬质合金与硬质合金涂层
h硬丽硬质合金謬第硬质合金涂第一！-<•硬质材料包括硬质合金f并包括组成硬质合金的碳化磚粉、碳化起.碳化帆、碳化错、碳化钛这些硬质粉末”以及金刚石（C）f PcD （多晶钻），cBN （立方氮化硼）f和Si3N4 氮化硅。
PcD （多晶钻）是一种使用金刚石微粒和化学粘合剂混合之后,在高温高压环境下沉积为相干结构的人造材料。
cBN （立方氮化硼）是来自PcBN的多晶体。
PcBN是一种由cBN微粒和陶瓷或金属触媒粘合剂在高温高压下沉积而成的聚合体。
Si3 N4氮化硅是一种具有高抗碎性能的陶瓷材料。
硬质合金和碳-氮化合物一尽管高速钢对于如钻孔. 拉削这样的应用仍然非常重要■但大多数的金属切削都是通过硬质合金工具完成的。
对于那些非常难于加工的材料,硬质合金现在正逐渐由碳氮化合物、陶瓷制品和超硬材料所替代。
渗碳的（或烧结的）硬质合金和碳氮化合物,被世界上大多数一致认为是硬金属, 是一系列通过粉末;台金技术制成的非常硬的.耐火. 耐磨的合金。
微小的硬质合金或者氮化物颗粒在处于烧结題液体时被金属粘结剂”胶结"o个体硬金属的成分和属性与那些黄铜和高速钢是不同的。
所有的硬金属都是金属陶瓷,是由陶瓷颗粒和金属粘结剂化合而成。
第一节硬质合金• “碳化磚”是非常硬的硬质合金颗粒,特别是碳化锯在工能力。
早期富铁基质的出现的硬质合金在用于工业用途时过于脆弱■但是不久发现将碳化锯粉末与大约10%的金属,如铁、银或钻,允许压坯在大约1500°CT 烧结,在这个过程中生成的产品具有低孔隙率、非常高的硬度,而且相当大的强度。
这些性质的组合使得材料理想的适合用来作为切削金属的加工刀具。
•硬质合金的变化是由铜焊接硬质合金嵌入变成夹具嵌入,以及涂敷技术的迅速发展。
硬质合金刀具材料的制法：一种是经过压锻和烧结至精确的形状和尺寸。
另外的一个进步是高温真空固态渗粘法(HIP)的应用。
此方法实际上允许通过高压下的惰性气体将硬质合金中所有的残余孔隙度都挤出来＞应用的温度大约是烧结温度。
硬质材料之硬质合金与硬质合金涂层PPT课件(18张)
其它刀具材料：
钢结硬质合金：
钢结硬质合金简称钢结合金，是一种新型工模 具材料,它以碳化钨或碳化钛为硬质相，以钢为粘 结相（其体积分数一般在５０％以上），针对不 同的使用要求，可选用不同的钢种为基体，包括 铬钼工具钢、高速钢、不锈钢和高锰钢。 钢结硬 质合金硬度既具有象硬质合金的高硬度、高强度、 高耐磨性，又具有工具钢的可机械加工、热处理、 锻造和焊接等特点，是介于硬质合金与工具钢之 间的工具材料，适用于工具钢由于耐磨性不够， 而硬质合金由于韧性不够和难加工成型而受到限 制的场合。
• 硬质合金的硬度取决于硬化相含量和晶粒 粒度，即硬化相含量越高、晶粒越细，则 硬度也越大。硬质合金的韧性由粘结金属 决定，粘结金属含量越高，抗弯强度越大。 硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性 较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能， 特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500℃ 的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍 有很高的硬度。
第四章 硬质材料
第一节 硬质合金 第二节 硬质合金涂层
硬质材料包括硬质合金，并包括组成硬质合 金的碳化钨粉、碳化钽、碳化钒、碳化铬、碳 化钛这些硬质粉末，以及金刚石（C） ， PcD （多晶钻）, cBN （立方氮化硼）, 和 Si3N4 氮化硅。
PcD（多晶钻）是一种使用金刚石微粒和化学粘合剂混合之 后，在高温高压环境下沉积为相干结构的人造材料。
可惜得是，碳化钛和TiC基固溶体非常脆而且不如碳化钨耐 磨。因此尽可能地将TiC的含量保持在最低水平。
在极限配方中碳化物是不含钨的并且完全是基于TiC基础之 上的，但一般的TiC成分不能超过18%。如果超过这个数值， 碳化物变得过脆并且非常难于铜焊。
涂层用硬质合金基体表面预处理方法综述
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索- 百度文库2012届本科毕业论文（设计）论文题目：涂层用硬质合金基体表面预处理方法综述学生姓名：所在院系：机电学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：完成时间：2012年5月18日摘要本文分析和综述了影响金刚石涂层硬质合金基体粘结性的主要因素。
按照其原理来分，预处理方法可分为物理预处理法、化学预处理法以及中间层法。
通过适当的预处理能有效消除或抑制基体中钴粘结相的负面影响，提高金刚石涂层与硬质合金基体间的粘结强度。
全面概述了金刚石涂层硬质合金刀具的开发现状、存在的主要问题，重点对硬质合金刀具表面预处理方法的研究现状进行了综述，发现甲醇预处理方法对硬质合金衬底表面抑制Co催石墨化作用。
将甲醇预处理方法融入到传统的两步处理方法中,提出了新的两步预处理方法,采用甲醇预处理方法能够有效抑制Co对金刚石薄膜的不利影响,新的两步预处理方法既能保证金刚石薄膜与衬底之间的附着强度,又非常适用于复杂形状整体式回转硬质合金刀具、拉拔模具等衬底,对于拓展金刚石涂层在涂层刀具领域的应用具有一定的参考作用。
关键词：金刚石涂层；硬质合金；表面预处理AbstractIn this paper，mainly analysis and summarizes the main factors of impacting the adhesion between diamond coatings and carbide substrate．According to the principle the surface pretreatment method can be divided into physical pretreatment method，chemical pretreatment method，and the middle layer method．Through the appropriate pretreatment can eliminate or inhibit the negative impact of cobalt binder phase in the substrate and increase the strength between the diamond coating and the cemented carbide substrate．Comprehensive overview of diamond coated cemented carbide cutting tools development present situation, the existing problems, emphasis on cemented carbide cutting tools surface pretreatment method research are reviewed.A methanol pretreating method was proposed to reduce the Co concentration on the surface of WC-Co substrate; also a new two-step chemical procedure The results showed that the new two-step method increases the diamond nucleation density and enhance the adhesion strength greatly. The new two-step chemical procedure is very suitable for complex shaped substrates, such as rotational cutting tools and drawingdies, which may broaden the use of diamond coatings for coated tool applications. Key Words：Diamond coatings；Cemented carbide；Surface pretreatment目录1绪论 01.2国内外研究现状 01.2.1 高速切削的优越性 01.2.2 硬质合金刀具材料的应用 01.3刀具切削加工技术的重要发展趋势 (1)2设计要求 (1)3影响涂层与基体粘结性的不利因素 (2)4基体表面预处理方法 (2)4.1基体表面机械处理 (2)4.2化学浸蚀液（酸洗）清洗法 (3)4.3硬质合金表面激光辐照（热）处理 (4)4.4添加粘结促进剂 (4)4.5氧化处理法 (4)4.6硬质合金表面渗硼处理 (4)4.7等离子体碳氮共渗法 (5)4.8甲醇预处理方法 (5)4.9硼氮共渗法 (6)4.10中间层法 (6)5结论与展望 (7)5.1结论 (7)5.2应用前景展望 (7)致谢 (9)参考文献 (10)1绪论硬质合金作为一种新型工具、结构材料。
硬质合金涂层种类
涂层种类
主要成分
特点
应用场景
TiC（碳化钛）
TiC
硬度高，抗机械磨损和抗磨料磨损性能强，但脆性大，不耐冲击
适用于加工硬质材料，如铸铁、合金钢等
TiN（氮化钛）
TiN
摩擦系数小，适用于加工钢材或切削易于粘在前刀面上的材料，工艺成熟，应用广泛
广泛用于切削加工，尤其是钢材的切削
Al2O3（氧化铝）
在某些特定应用场景下，如要求极高耐磨性的场合
CrN（氮化铬）
CrN
高硬度、良好的耐腐蚀性，适用于某些特定切削环境和材料
在需要耐腐蚀性和耐磨性并重的场合
金刚石涂用于极端切削条件，如超硬材料的加工
Al2O3
高温下硬度稳定，化学稳定性和抗氧化能力强，适合高速切削
适用于高速切削加工，特别是高温环境下的切削
TiAlN（氮化钛铝）
TiAlN
高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性和抗氧化性，适用于高速切削加工难加工材料
广泛用于高速切削不锈钢、镍合金和钛合金等难加工材料
WC（碳化钨）
WC
高硬度、高耐磨性，是硬质合金的主要成分之一，也可作为涂层材料使用
硬质合金实习报告
硬质合金实习报告硬质合金是一种具有高硬度、耐磨性和耐腐蚀性的材料，广泛应用于工具、模具、矿石开采、机械加工等领域。
在我进行的硬质合金实习中，我主要研究了硬质合金的制备、性能测试以及应用领域等方面的内容。
首先，在硬质合金的制备方面，我通过阅读文献和实验操作学习了硬质合金的制备过程。
硬质合金的制备工艺主要包括粉末制备和烧结两个步骤。
粉末制备一般采用机械球磨或者化学还原法，将合金原料粉末混合、研磨和筛分，得到均一的合金粉末。
然后，通过烧结工艺，将合金粉末在高温和高压下进行形变和结晶，使得硬质合金具有高硬度和均匀的微观结构。
通过实验操作，我掌握了硬质合金制备过程中的关键操作技术，如烧结温度、保温时间等参数的控制。
其次，在硬质合金的性能测试方面，我学习了常见的硬度测试、耐磨性测试和耐腐蚀性测试方法。
硬度测试一般采用洛氏硬度计或者维氏硬度计，通过对硬质合金进行力学性能测量，评估其抗压、抗弯、抗磨性能。
耐磨性测试主要采用磨损试验机进行，通过模拟实际使用条件下的摩擦磨损过程，评估硬质合金的耐磨性能。
耐腐蚀性测试主要采用电化学方法，如极化曲线法和腐蚀动力学法，评估硬质合金在不同腐蚀介质下的耐腐蚀性能。
通过实验测试，我对硬质合金的性能进行了全面的评估和分析。
最后，在硬质合金的应用领域方面，我了解到硬质合金具有良好的耐磨、耐腐蚀和高硬度等特点，被广泛应用于机械加工、矿石开采、切割工具、模具制造等行业。
在机械加工领域，硬质合金被用于制造刀具、铣刀、钻头等工具，提高材料加工效率和加工质量。
在矿石开采领域，硬质合金被用于制造矿石钻头、切割头等工具，提高开采效率和降低成本。
在切割工具和模具制造领域，硬质合金被用于制造切割刀片、冲头、模具等，提高工件加工精度和寿命。
通过硬质合金的实习，我不仅学习到了硬质合金的制备和性能测试方法，还了解到了硬质合金的应用领域和前景。
硬质合金在工程实践中发挥着重要作用，能够提高材料加工效率和产品质量，具有广阔的市场前景。
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目录
定义 涂层工艺 涂层材料 涂层结构 基体 发展
定义及目的
定义：硬质合金涂层是在韧性好的硬质合金 基体上涂覆耐磨性高的硬质涂层。
目的：使刀具能抵抗各种特定的耐磨机理 ， 显著提高刀具的功能和刀具的使用寿命 ，并 可大幅度提高刀具的加工效率。
涂层工艺
CVD技术主要用于硬质合 金车削类刀具的表面涂层 ，涂层刀具适用于中到重 型切削的高速粗加工。
涂层工艺
离子镀法
离子镀(IP)法是 采用离子和具有 能量的中性原子 轰击溅射净化后 的基体(沉积前) 并在沉积过程中 控制涂层成核和 生长过程。
涂层工艺
溅射法
溅射法是在高真 空充入适量的氩 气，氩气发生电 离，氩离子被阴 极加速并轰击阴 极靶表面，将靶 材表面原子溅射 出来沉积在基底 表面上形成薄膜 。
PVD技术适用于硬质合金 精密复杂刀相沉积
工艺过程
汽化
相互间反应
吸附
涂层材料
原子，分子，离子
迁移
堆集 形核
涂层
长大
涂层方法
蒸镀法
溅射法
离子镀法
涂层工艺
真空电弧蒸镀法
真空电弧蒸镀 法是使金属、 合金或化合物 在真空中电弧 蒸发、离子化 、溅射并沉积 在基体上的一 种涂层方法。
(4)涂层硬质合金刀具将采用复合表面处理技术, 实现成分、 组织结构的梯度过渡, 获得性能更好的涂层组织以及更高界 面结合强度的产品。
涂层材料
涂层结构
单层及多元涂层 多层涂层 梯度涂层
涂层结构
多层涂层金相结构图
TiN-TiCN-TiN-Al2O3-TiN
涂层基体
发展
(1)涂层工艺温度越来越低, 尽量减少了涂层过程中产生的应 力集中。
(2)为满足不同的切削加工需求, 涂层成分更加复杂、更有针 对性。
(3)复合涂层中各单一成分涂层的厚度越来越薄, 并逐步趋于 纳米化。