刀具材料表面涂层的作用是什么?
刀具涂层是在强度和韧性较好的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面上,利用气相沉积方法涂覆一薄层耐磨性好的难熔金属或非金属化合物(也可涂覆在陶瓷、金刚石和立方氮化硼等超硬材料刀片上)而获得的。
涂层作为一个化学屏障和热屏障,涂层刀具的构成减少了刀具与工件间的扩散和化学反应,从而减少了月牙槽磨损。涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性,切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3~5倍以上,提高切削速度20%~70%,提高加工精度0.5~1级,降低刀具消耗费用20%~50%。
涂层刀具有四种:涂层高速钢刀具,涂层硬质合金刀具,以及在陶瓷和超硬材料(金刚石或立方氮化硼)刀片上的涂层刀具。但以前两种涂层刀具使用最多。在陶瓷和超硬材料刀片上的涂层是硬度较基体低的材料,目的是为了提高刀片表面的断裂韧度(可提高10%以上),可减少刀片的崩刃及破损,扩大应用范围。
几种常用刀具涂层?
氮化钛涂层氮碳化钛涂层氮铝钛或氮钛铝涂层氮化铬涂层金刚石涂层1.氮化钛涂层(TiN)TiN是一种通用型PVD涂层,可以进步刀具硬度并具有较高的氧化温度。该涂层用于高速钢切削刀具或成形工具可获得很不错的加工效果。2.氮碳化钛涂层(TiCN)TiCN涂层中添加的碳元素可进步刀具硬度并获得更好的表面润滑性,是高速钢刀具的理想涂层。3.氮铝钛或氮钛铝涂层(TiAlN/AlTiN)TiAlN/AlTiN涂层中形成的氧化铝层可以有效进步刀具的高温加工寿命。主要用于干式或半干式切削加工的硬质合金刀具可选用该涂层。根据涂层中所含铝和钛的比例不同,AlTiN涂层可提供比TiAlN涂层更高的表面硬度,因此它是高速加工领域又一个可行的涂层选择。4.氮化铬涂层(CrN)CrN涂层良好的抗粘结性使其在轻易产生积屑瘤的加工中成为首选涂层。涂覆了这种几乎无形的涂层后,高速钢刀具或硬质合金刀具和成形工具的加工性能将会大大改善。5.金刚石涂层(Diamond)CVD金刚石涂层可为非铁金属材料加工刀具提供最佳性能,是加工石墨、金属基复合材料(MMC)、高硅铝合金及很多其它高磨蚀材料的理想涂层(留意:纯金刚石涂层刀具不能用于加工钢件,由于加工钢件时会产生大量切削热,并导致发生化学反应,使涂层与刀具之间的粘附层遭到破坏)。适用于硬铣、攻丝和钻削加工的涂层各不相同,分别有其特定的使用场合。此外,还可以采用多层涂层,此类涂层在表层与刀具基体之间还嵌进了其它涂层,可以进一步进步刀具的使用寿命。
cvd设备是干什么的
CVD设备(Chemical Vapor Deposition Equipment)用于执行化学气相沉积(CVD)技术,用于制备各种类型的薄膜。CVD设备提供了一个控制温度、压力和反应气氛等参数的环境,以促使反应气体在基底表面发生化学反应并形成薄膜。
CVD设备的主要功能包括:
1. 反应室:CVD设备中的核心部分是反应室,它提供了进行CVD过程所需的封闭空间。反应室通常具有高真空密封性能,以确保适当的气氛和反应条件。
2. 加热系统:CVD过程通常需要在一定的温度下进行,因此CVD设备配备了加热系统,用于加热反应室和基底,以提供所需的温度条件。
3. 气体供应系统:CVD设备配备了气体供应系统,用于供应反应气体或气体混合物。通过控制气体流量和比例,可以调节反应气氛和薄膜的成分。
4. 压力控制系统:CVD设备还配备了压力控制系统,用于调节反应室的压力。这是为了确保反应气体在适当的压力下进行反应,同时避免不必要的泄漏或压力变化。
5. 废气处理系统:CVD过程产生大量废气,其中可能含有有害物质。因此,CVD设备通常配备了废气处理系统,用于处理和过滤废气,以满足环境和安全要求。
6. 控制系统:CVD设备还具备相应的控制系统,用于监测和调节反应条件,包括温度、压力、气体流量等参数。这些系统可确保CVD过程的稳定性和可重复性。
cvd是什么
cvd指的是脑血管疾病(cerebrovascular disease),是发生在脑部血管,因颅内血液循环障碍而造成脑组织损害的一组疾病。人们生活中所讲的“脑血管意外”、“卒中”和“中风”都属于脑血管疾病。该疾病临床上以急性发病居多,多为中、老年患者,表现为半身不遂、言语障碍等。急性脑血管病一般分为缺血性和出血性两类。CVD是神经系统的常见病及多发病,其发病率为(100—300)/10万,患病率为(500—740)/10万,死亡率为(50—100)/10万,约占所有疾病死亡人数的10%,是人类疾病的三大死亡原因之一,存活者中50%一70%病人遗留瘫痪、失语等严重残疾,给社会和家庭带来沉重的负担。中国1986—1990年大规模人群调查结果显示,脑卒中发病率为(109.7~217)/10万,患病率为(719~745 6)/10万,死亡率为(116~141.8)/10万;脑卒中发病率男性高于女性,男:女约为1 3:1—1.7:1。脑卒中发病率、患病率和死亡率随年龄增长而增加,45岁以后明显增加,65岁以上人群增加最为明显,75岁以上者发病率是45-54岁组的5~8倍。脑卒中的发病与环境因素、饮食习惯和气候(纬度)等因素有关。中国脑卒中发病率总体分布呈现北高南低、西高东低的特征。
金刚石刀具选购技巧金刚石刀具注意事项介绍
厨房中必不可少的就是刀具,金刚石刀具具有高硬度、耐磨性强等等特点,所以受到很多用户的喜爱,刀具可以帮助把食物分割开,是人类日常生活中的必需品,所以在选购刀具的时候一定要注意刀具品质,接下来,就跟小编一起来了解一下金刚石刀具选购技巧以及注意事项是什么。一、金刚石刀具选购技巧1、粒度选择。当金刚石颗粒非常厚并且只有一个颗粒时,刀头非常锋利,锯切和切割的效率非常高,但是金刚石团块的抗弯强度降低了;金刚石颗粒细小或粗糙并精细混合。同时,刀头可以长时间使用,但相对效率低。选择在50和60之间的金刚石颗粒的数量是合适的。2、分布密度选择。如果金刚石分布密度由小变大,锯片的锋利度和锯切效率将逐渐降低,使用寿命逐渐变长;但是,密度太大,锯片会变得不锋利。如果分布密度较低,则、较粗,效率会提高。当使用刀头的每个部分时,锯切和切割时的效果是不同的。当使用不同的浓度时,在锯切过程中在刀头中发生中间凹陷,这有利于避免锯片的偏转偏转。3、强度选择。强度太高的钻石会导致晶体不易被切割。在施加期间抛光磨粒,并且锐度降低,导致工具的性能劣化。当金刚石强度低时,晶体在受到冲击后容易破裂。很难承担削减的责任。因此,最好选择13到140N之间的钻石强度。二、金刚石刀具注意事项1、不能用金刚石刀具加工淬硬钢。金刚石由碳原子构成。某些材料受热时,会从金刚石中吸出碳原子并在工件中形成碳化物。铁就是此类材料之一。用金刚石刀具加工铁族材料时,摩擦产生的热量会使金刚石中的碳原子扩散到铁中,从而造成金刚石涂层因化学磨损而提前失效。2、金刚石刀具的限制。重磨和(或)重涂层的金刚石涂层刀具质量难以保证由于刀具表面生成的涂层为纯金刚石,因此用金刚石磨轮对刀具进行重磨需要耗费很长时间。此外,为使金刚石生长而采用的刀具。制备工艺会改变刀具表面的化学特性,由于涂层时要求对这种化学特性进行非常精确的控制,因此刀具重新涂层的效果难以得到保证。3、金刚石刀具存在的问题。金刚石涂层的剥落可以预防涂层剥落是金刚石涂层刀具的一个严重问题,也是一个常见问题(尤其在加工碳纤维之类材料时),会导致刀具寿命难以预测。上世纪90年代后期,界面化学特性被确定为是影响金刚石涂层粘附性能的重要因素。通过选择兼容性好的硬质合金化学特性、采用适当的预处理技术和合理的沉积反应条件,就有可能减轻或消除金刚石涂层的剥落,稳定地实现平稳的磨损模式。刀具在日常生活中的使用率很高,所以在购买的时候要注意自己平时的使用习惯及使用需求,这样才能买到适合自己的刀具,以上就是我们为大家介绍的金刚石刀具。
金刚石刀具选购技巧
厨房中必不可少的就是刀具,金刚石刀具具有高硬度、耐磨性强等等特点,所以受到很多用户的喜爱,刀具可以帮助把食物分割开,是人类日常生活中的必需品,所以在选购刀具的时候一定要注意刀具品质,接下来,就跟小编一起来了解一下金刚石刀具选购技巧以及注意事项是什么。一、金刚石刀具选购技巧1、粒度选择。当金刚石颗粒非常厚并且只有一个颗粒时,刀头非常锋利,锯切和切割的效率非常高,但是金刚石团块的抗弯强度降低了;金刚石颗粒细小或粗糙并精细混合。同时,刀头可以长时间使用,但相对效率低。选择在50和60之间的金刚石颗粒的数量是合适的。2、分布密度选择。如果金刚石分布密度由小变大,锯片的锋利度和锯切效率将逐渐降低,使用寿命逐渐变长;但是,密度太大,锯片会变得不锋利。如果分布密度较低,则、较粗,效率会提高。当使用刀头的每个部分时,锯切和切割时的效果是不同的。当使用不同的浓度时,在锯切过程中在刀头中发生中间凹陷,这有利于避免锯片的偏转偏转。3、强度选择。强度太高的钻石会导致晶体不易被切割。在施加期间抛光磨粒,并且锐度降低,导致工具的性能劣化。当金刚石强度低时,晶体在受到冲击后容易破裂。很难承担削减的责任。因此,最好选择13到140N之间的钻石强度。二、金刚石刀具注意事项1、不能用金刚石刀具加工淬硬钢。金刚石由碳原子构成。某些材料受热时,会从金刚石中吸出碳原子并在工件中形成碳化物。铁就是此类材料之一。用金刚石刀具加工铁族材料时,摩擦产生的热量会使金刚石中的碳原子扩散到铁中,从而造成金刚石涂层因化学磨损而提前失效。2、金刚石刀具的限制。重磨和(或)重涂层的金刚石涂层刀具质量难以保证由于刀具表面生成的涂层为纯金刚石,因此用金刚石磨轮对刀具进行重磨需要耗费很长时间。此外,为使金刚石生长而采用的刀具。制备工艺会改变刀具表面的化学特性,由于涂层时要求对这种化学特性进行非常精确的控制,因此刀具重新涂层的效果难以得到保证。3、金刚石刀具存在的问题。金刚石涂层的剥落可以预防涂层剥落是金刚石涂层刀具的一个严重问题,也是一个常见问题(尤其在加工碳纤维之类材料时),会导致刀具寿命难以预测。上世纪90年代后期,界面化学特性被确定为是影响金刚石涂层粘附性能的重要因素。通过选择兼容性好的硬质合金化学特性、采用适当的预处理技术和合理的沉积反应条件,就有可能减轻或消除金刚石涂层的剥落,稳定地实现平稳的磨损模式。刀具在日常生活中的使用率很高,所以在购买的时候要注意自己平时的使用习惯及使用需求,这样才能买到适合自己的刀具,以上就是我们为大家介绍的金刚石刀具。
刀片的涂层有CVD和PVD两种,两者的区别是什么?
刀片的涂层有CVD和PVD两者的区别从方式,薄厚温度和运用三方面来看。一,从方式看区别CVD是化学气相沉积的方式。PVD是物理气相沉积法的方式。二,薄厚温度CVD处理的温度为900℃~1100℃,涂层厚度可达5~10μm。PVD处理的温度为500℃,涂层厚度为2~5μm,比CVD薄。三,从运用看区别CVD法适合硬质合金。PVD法适用于高速钢刀具。扩展资料:刀具涂层制备技术可分为化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)两大类。CVD技术可实现单成分单层及多成分多层复合涂层的沉积,涂层与基体结合强度较高,薄膜厚度较厚,可达7~9μm,具有很好的耐磨性。但CVD工艺温度高,易造成刀具材料抗弯强度下降;涂层内部呈拉应力状态,易导致刀具使用时产生微裂纹。CVD技术主要用于硬质合金可转位刀片的表面涂层。与CVD工艺相比,PVD工艺温度低(最低可低至80℃),在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度基本无影响;薄膜内部应力状态为压应力,更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层;PVD工艺对环境无不利影响。PVD技术主要应用于整体硬质合金刀具和高速钢刀具的表面处理,且已普遍应用于硬质合金钻头、铣刀、铰刀、丝锥、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。用CVD法涂层时,切削刃需预先进行钝化处理(钝圆半径一般为0.02~0.08mm,切削刃强度随钝圆半径增大而提高),故刃口没有未涂层刀片锋利。所以,对精加工产生薄切屑、要求切削刃锋利的刀具应采用PVD法。涂层除可涂覆在普通切削刀片上外,还可涂覆到整体刀具上,已发展到涂覆在焊的硬质合金刀具上。据报道,国外某公司在焊接式的硬质合金钻头上采用了PCVD法,结果使加工钢料时的钻头寿命比高速钢钻头长10倍,效率提高5倍。参考资料:百度百科——涂层刀具技术 百度百科——涂层刀具
金刚石刀具的刀具常识
用户在选择和使用金刚石涂层刀具之前,必须了解有关金刚石涂层刀具的以下几点常识: 与任何其他刀具一样,金刚石涂层刀具的寿命也各不相同,主要取决于被切削材料、选用的进给率和切削速度,以及工件的几何形状等。一般来说,加工石墨的金刚石涂层刀具的寿命是未涂层硬质合金刀具的10-20 倍,在某些情况下甚至可能更长。这样,就能用一把刀具完成几乎任何加工任务,无需因刀具磨损而换刀,避免了加工中断和重新校准,从而有可能实现无人值守加工。在复合材料的加工中,也完全可能获得较长的刀具寿命。据报道,在加工高密度玻璃纤维、碳纤维和Gl0-FR4等难加工复合材料时,金刚石涂层刀具的寿命可高达未涂层硬质合金刀具的70倍。 金刚石涂层的剥落可以预防涂层剥落是金刚石涂层刀具的一个严重问题,也是一个常见问题(尤其在加工碳纤维之类材料时),会导致刀具寿命难以预测。上世纪90年代后期,界面化学特性被确定为是影响金刚石涂层粘附性能的重要因素。通过选择兼容性好的硬质合金化学特性、采用适当的预处理技术和合理的沉积反应条件,就有可能减轻或消除金刚石涂层的剥落,稳定地实现平稳的磨损模式。在显微镜下观察正常磨损的金刚石涂层刀具,可以发现,金刚石被稳定磨损直至硬质合金基体,而没有发生崩刃或剥落。
金刚石刀具分哪几种?求解答,谢
金刚石刀具的类型 1、天然金刚石Natural Diamond(ND);
2、人造聚晶金刚石Artificial Polvcrystalline Diamond(PCD);
3、人造聚晶金刚石复合片Polycrystalline Diamond Compact(PDC);化学气相沉积涂层金刚石刀具Chemical Vapor Deposition Diamond Coated Tools(CVD)。
4、沉积厚度达100μm的无衬底纯金刚石厚膜Thick Diamond Film(CD);
5、在刀具基体表面直接上沉积厚度小于30μm的金刚石薄膜涂层Coated Thin Diamond Film(CD)。
天然金刚石(ND)刀具
为天然金刚石拉蔓峰谱,具有以下特征:
(1)1332尖锋处显示存在金刚石。
(2)波型幅度(FWHM)为4.1cm-1
显示为纯金刚石。ND是目前已知矿物中最硬的物质,主要用于制备刀具车刀。天然金刚石刀具精细研磨后刃口半径可达0.01~0.002μm。其中天然单晶金刚石(Single Crystalline Diamond,SCD)刀具切削刃部位经高倍放大1500倍仍然观察到刀刃光滑。SCD车削铝制活塞时Ra可达到4μm,而在同样切削条件下用PCD刀具加工时的表面粗糙时的Ra为15~50μm。故采用SCD刀具配合精密车床进行精密和超精密加工,可获得镜面表面。
聚晶金刚石(PCD)刀具
PCD是高温超高压条件下通过钴等金属结合剂将金刚石微粉聚集烧结合成的多晶体材料,又称烧结金刚石。聚晶金刚石刀具整体烧结成铣刀,用于铣削加工,PCD晶粒呈无序排列状态,属各向同性,硬度均匀,石墨化温度为550℃。刀具具有高硬度、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数。刀刃非常锋利等特点。
人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具
为提高PCD刀片的韧性和可焊性,常将PCD与硬质合金刀体做成人造聚晶金刚石复合刀片(PDc)。即在硬质合金基底其表面压制一层0.5~1mm厚的PCD烧结而成。复合刀片的抗弯强度与硬质合金基本一致,硬度接近PCD,故可以替代PCD使用。PCD及人造聚晶金刚石复合片(PDC)刀具的刃口锋利性和加工的工件表面质量低于ND。同时其可加工性很差,磨削比小,难以根据刀头的几何形状任意成形。目前利用人造聚晶金刚石复合片只能制备车刀,至今还不能制造带断屑槽的可转位刀片和复杂三维曲面几何形状的铣刀。
CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具
金刚石厚膜焊接刀具是把激光切割好CVD金刚石厚膜一次焊接至基体(通常为K类硬质合金)上,形成复合片,然后抛光复合片,二次焊接至刀体上,刃磨成需要的形状和刃口。如图3(a)所示,为CVD金刚石厚膜(金刚石膜厚度达30μm),具有硬度高、耐磨损、摩擦系数小等特点,是制造切削有色金属和非金属材料刀具的理想材料。由于金刚石焊接过程工艺复杂,CVD金刚石厚膜(TDF)焊接刀具尚未大批量应用。
金刚石涂层刀具
金刚石涂层刀具是用CVD法直接在硬质合金(K类硬质合金)或陶瓷等基体上沉积一层1~25μm金刚石薄膜,无解理面各向同性。如图3(b)。薄膜涂层刀具硬度达9800~10000HV。热导率高,室温下导热系数高达2000W·m-1·K-1,而硬质合金刀具导热系数仅为80~100m-1·K-1。CVD方法金刚石可以涂层到任何复杂形状的刀具上,这是聚晶金刚石无法拥有的最显著的优势。
立方氮化硼(PCBN)刀具
立方氮化硼(PCBN)是继人工合成金刚石之后出现的第二种无机超硬材料,其硬度略次于金刚石,热稳定性好,耐热性可达到1400~1500度,比金刚石的耐热性(700~800度)几乎高一倍.立方氮化硼(PCBN)刀具主要适合加工各种黑色金属及其合金材料;最适合于各种淬硬钢(碳素工具钢 轴承钢 模具钢 高速钢)珠光体灰口铸铁(钒钛铸铁)冷硬铸铁高温合金(镍基合金钴基合金)及表面喷涂堆焊的加工.具有使用寿命长,减少换刀次数,补偿停机所花的时间,使数控机床和自动化生产线的高效能得到更充分的发挥,可以改变传统的机械加工方式(即淬火前用刀具粗加工和淬火后用砂轮精加工的方法),从而能在一台数控机床进行淬火前淬火后的车削加工(以车代磨),具有很好的经济效益.
CVD技术是什么?
CVD技术是化学气相沉积Chemical Vapor Deposition的缩写。
化学气相沉积乃是通过化学反应的方式,利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源,在反应器内使气态或蒸汽状态的化学物质在气相或气固界面上经化学反应形成固态沉积物的技术。?简单来说就是:两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室内,然后他们相互之间发生化学反应,形成一种新的材料,沉积到基片表面上。?从气相中析出的固体的形态主要有下列几种:在固体表面上生成薄膜、晶须和晶粒,在气体中生成粒子。
CVD技术是原料气或蒸汽通过气相反应沉积出固态物质,因此把CVD技术用于无机合成和材料制备时具有以下特点:?(1)沉积反应如在气固界面上发生则沉积物将按照原有固态基底(又称衬底)的形状包覆一层薄膜。?(2)涂层的化学成分可以随气相组成的改变而改变从而获得梯度沉积物或得到混合镀层。?(3)采用某种基底材料,沉积物达到一定厚度以后又容易与基底分离,这样就可以得到各种特定形状的游离沉积物器具。?(4)在CVD技术中也可以沉积生成晶体或细粉状物质,或者使沉积反应发生在气相中而不是在基底表面上,这样得到的无机合成物质可以是很细的粉末,甚至是纳米尺度的微粒称为纳米超细粉末。?(5)CVD工艺是在较低压力和温度下进行的,不仅用来增密炭基材料,还可增强材料断裂强度和抗震性能是在较低压力和温度下进行的。
?CVD技术根据反应类型或者压力可分为低压CVD(LPCVD)、常压CVD(APCVD)、亚常压CVD(SACVD)、超高真空CVD(UHCVD)、等离子体增强CVD(PECVD)、高密度等离子体CVD(HDPCVD)、快热CVD(RTCVD)、金属有机物CVD(MOCVD)
硬质合金刀具和PCD刀具(聚晶金刚石)的性能差别有哪些?
硬质合金刀具和PCD刀具(聚晶金刚石)各有各的优点。硬质合金刀具是比较通用的刀具,适合加工含铁元素的金属材料比较好。PCD刀具(聚晶金刚石)为超硬刀具,主要加工有色金属和非金属材料: 如铝、铜、钨、镁等有色金属及其合金,非金属材料:陶瓷、硬质合金,各种纤维和颗粒加强复合材料,塑料、橡胶、石墨、玻璃和木材等,但金刚石不适合切削含铁元素的材料,因为自身的特性会产生化学反应。
PCD刀具和钻石刀具的区别是什么
1、应用不同:PCD刀具:切削加工钻石刀具:紫铜及铜合金和金、银、铑等贵重2、材料不同:PCD刀具:PCD钻石刀具:金刚石(碳)3、特点不同:PCD刀具:具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦钻石刀具:金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。扩展资料:PCD刀具主要指标:①PCD的硬度可达8000HV,为硬质合金的8~12倍;②PCD的导热系数为700W/mK,为硬质合金的1.5~9倍,甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀具热量传递迅速;③PCD的摩擦系数一般仅为0.1~0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4~1),因此PCD刀具可显著减小切削力;④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10^-6~1.18×10^-6,仅相当于硬质合金的1/5,因此PCD刀具热变形小,加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。参考资料来源:百度百科-PCD刀具参考资料来源:百度百科-金刚石刀具
CVD涂层的优缺点?
CVD(化学气相沉积)涂层具有一些优点和一些缺点,下面是它们的详细说明:
优点:
1. 薄膜均匀性:CVD技术可以在整个基底表面均匀沉积薄膜,确保薄膜具有一致的厚度和性能。这种均匀性对于一些应用,如光学涂层,非常重要。
2. 多功能性:CVD可以制备多种类型的薄膜,包括金属、氧化物、氮化物、碳化物等。通过调整反应气体和反应条件,可以控制薄膜的成分和结构,以满足不同应用的要求。
3. 控制成分和纯度:通过选择适当的反应气体和优化反应条件,可以精确控制薄膜的成分和纯度。这对于需要特定材料组成的应用非常关键。
4. 复杂形状涂层能力:CVD技术适用于具有复杂形状的基底或器件。它可以沉积薄膜在微细结构、孔洞和凹凸表面上,以满足特殊形状的需求。
5. 气相反应控制:CVD过程中的化学反应在气相中进行,可以实现更好的反应控制和扩散性能,从而产生具有优异性能和纯度的薄膜。
缺点:
1. 高设备成本:CVD设备相对较昂贵,需要复杂的设备和精密的控制系统。这增加了技术投资和运营成本。
2. 高温要求:许多CVD过程需要高温操作,这对于某些材料和基底可能不可行。高温条件可能限制了特定材料或基底的应用范围。
3. 废气处理:CVD过程产生大量废气,其中可能含有有害物质。因此,废气处理和排放成为一个挑战,需要相应的废气处理系统来满足环境和安全要求。
4. 生长速率限制:与其他涂层技术相比,CVD通常具有较低的生长速率。这对于需要快速涂层或大规模制造的应用可能是一个限制因素。
5. 杂质控制:由于CVD过程涉及化学反应,杂质的控制是一个关键问题。即使微小的杂质也可能
气相沉积分为那几类方法?CVD法包括那几个过程?PVD法有哪些方法,它们各自的原理是咋样的?
这个问题越来越难了,哈哈,还是 我回答,不知道你到底要做什么产品,问看真有回答你的,你这样问,说了这个行业广,没有办法回答,手打没有办法,可以复制点给你。CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积),指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室,在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。经过CVD处理后,表面处理膜密着性约提高30%,防止高强力钢的弯曲,拉伸等成形时产生的刮痕。
CVD是Chemical Vapor Deposition的简称,是指高温下的气相反应,例如,金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解,氢还原或使它的混合气体在高温下发生化学反应以析出金属、氧化物、碳化物等无机材料的方法。这种技术最初是作为涂层的手段而开发的,但目前,不只应用于耐热物质的涂层,而且应用于高纯度金属的精制、粉末合成、半导体薄膜等,是一个颇具特征的技术领域。 其技术特征在于:(1)高熔点物质能够在低温下合成;(2)析出物质的形态在单晶、多晶、晶须、粉末、薄膜等多种;(3)不仅可以在基片上进行涂层,而且可以在粉体表面涂层,等。特别是在低温下可以合成高熔点物质,在节能方面做出了贡献,作为一种新技术是大有前途的。 例如,在1000℃左右可以合成a-Al2O3、SiC,而且正向更低温度发展。 CVD工艺大体分为二种:一种是使金属卤化物与含碳、氮、硼等的化合物进行气相反应;另一种是使加热基体表面的原料气体发生热分解。 CVD的装置由气化部分、载气精练部分、反应部分和排除气体处理部分所构成。目前,正在开发批量生产的新装置。 CVD是在含有原料气体、通过反应产生的副生气体、载气等多成分系气相中进行的,因而,当被覆涂层时,在加热基体与流体的边界上形成扩散层,该层的存在,对于涂层的致密度有很大影响。图2所示是这种扩散层的示意图。这样,由许多化学分子形成的扩散层虽然存在,但其析出过程是复杂的。粉体合成时,核的生成与成长的控制是工艺的重点。 作为新的CVD技术,有以下几种: (1)采用流动层的CVD; (2)流体床; (3)热解射流; (4)等离子体CVD; (5)真空CVD,等。 应用流动层的CVD如图3所示,可以形成被覆粒子(例如,在UO2表面被覆SiC、C),应用等离子体的CVD同样也有可能在低温下析出,而且这种可能性正在进一步扩大
切削合金钢选用哪些刀具材料
切削合金钢,可以选用的刀具材料有:碳素工具钢、高速钢、硬质合金、金属陶瓷材料、立方氮化硼。其中(1)碳素工具钢用于制作手用刀具,(2)高速钢可于工件表面硬度HRC32以下合金钢件的加工用各类复杂刀具。(3)硬质合金用于HRC45以下合金钢件加工刀具。(4)立方氮化硼用于HRC45以上合金钢工件。当然这些材料也能用于其它材料的加工,但是材料的牌号有所不同。现在刀具表面涂层技术已广泛应用。为多写点,下面略微详细地分别介绍一下。一. 高速钢高速钢是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的工具钢,又称高速工具钢或锋钢。高速钢是美国的F.W.泰勒和M.怀特于1898年创制的。高速钢的工艺性能好,强度和韧性配合好,因此主要用来制造复杂的薄刃和耐冲击的金属切削刀具,也可制造高温轴承和冷挤压模具等。除用熔炼方法生产的高速钢外,20世纪60年代以后又出现了粉末冶金高速钢,它的优点是避免了熔炼法生产所造成的碳化物偏析而引起机械性能降低和热处理变形。高速钢很多人又较他风钢或锋钢,又称白钢。意思是淬火时即使在空气中冷却也能硬化,并且很锋利。它是一种成分复杂的合金钢,含有钨、钼、铬、钒、钴等碳化物形成元素。合金元素总量达10~25%左右。它在高速切削产生高热情况下(约500℃)仍能保持高的硬度,HRC能在60以上。这就是高速钢最主要的特性——红硬性。而碳素工具钢经淬火和低温回火后,在室温下虽有很高的硬度,但当温度高于200℃时,硬度便急剧下降,在500℃硬度已降到与退火状态相似的程度,完全丧失了切削金属的能力,这就限制了碳素工具钢制作切削工具用。而高速钢由于红硬性好,弥补了碳素工具钢的致命缺点,可以用来制造切削工具。通常采用电炉生产,曾采用粉末冶金方法生产高速钢,使碳化物呈极细小的颗粒均匀地分布在基体上,提高了使用寿命。高速钢常用来制造各种形状比较复杂的切削工具。如铣刀、钻头、铰刀、滚刀、拉刀、丝锥、板牙等。高速钢是一种复杂的钢种,含碳量一般在0.70~1.65%之间。含合金元素量较多,总量可达10~25%。按所含合金元素不同可分为:钨系高速钢(含钨 9~18%); 钨钼系高速钢(含钨5~12%,含钼2~6%);高钼系高速钢(含钨0~2%,含钼5~10%);钒高速钢,按含钒量的不同又分一般含钒量(含钒 1~2%)和高含钒量(含钒2.5~5%)的高速钢;钴高速钢(含钴 5~10%)。按用途不同高速钢又可分为通用型和特殊用途两种。通用型高速钢:主要用于制造切削硬度HB≤300的金属材料的切削刀具(如钻头、丝锥、锯条)和精密刀具(如滚刀、插齿刀、拉刀),常用的钢号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等。特殊用途高速钢:包括钴高速钢和超硬型高速钢(硬度HRC68~70),主要用于制造切削难加工金属(如高温合金、钛合金和高强钢等)的刀具,常用的钢号有W12Cr4V5Co5、W2Mo9Cr4VCo8等。二. 硬质合金由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。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。硬质合金广泛用作刀具材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的数百倍。硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性,被誉为“工业牙齿”,用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件,广泛应用于军工、航天航空、机械加工、冶金、石油钻井、矿山工具、电子通讯、建筑等领域,伴随下游产业的发展,硬质合金市场需求不断加大。并且未来高新技术武器装备制造、尖端科学技术的进步以及核能源的快速发展,将大力提高对高技术含量和高质量稳定性的硬质合金产品的需求。硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物(WC、TiC)微米级粉末为主要成分,以钴(Co)或镍(Ni)、钼(Mo)为粘结剂,在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的粉末冶金制品。ⅣB、ⅤB、ⅥB族金属的碳化物、氮化物、硼化物等,由于硬度和熔点特别高,统称为硬质合金。下面以碳化物为重点来说明硬质含金的结构、特征和应用。三.金属陶瓷材料从金属陶瓷英文单词Cermets来,是由Ceramic(陶瓷)和Metal(金属)结合构成的。金属陶瓷既保持了陶瓷的高强度、高硬度、耐磨损、耐高温、抗氧化和化学稳定性等特性,又具有较好的金属韧性和可塑性。由于“金属陶瓷”和“硬质合金”两个学科术语没有明确的分界,所以具体材料也很难划分界线,从材料的组元看,“硬质合金”应该归入“金属陶瓷”,IE. Campbell就将“硬质合金”归入到“金属陶瓷”。金属陶瓷(cermet)为了使陶瓷既可以耐高温又不容易破碎,人们在制作陶瓷的粘土里加了些金属粉,因此制成了金属陶瓷。金属基金属陶瓷是在金属基体中加入氧化物细粉制得,又称弥散增强材料。主要有烧结铝(铝-氧化铝) 、烧结铍(铍-氧化铍)、TD镍(镍-氧化钍)等。由一种或几种陶瓷相与金属相或合金所组成的复合材料。广义的金属陶瓷还包括难熔化合物合金、硬质合金、金属粘结的金刚石工具材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点、高硬度的氧化物或难熔化合物,金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等)及其合金。氧化物基金属陶瓷。以氧化铝、氧化锆、氧化镁、氧化铍等为基体,与金属钨、铬或钴复合而成,具有耐高温、抗化学腐蚀、导热性好、机械强度高等特点,可用作切削刀具。四.立方氮化硼立方结构的氮化硼,分子式为BN,其晶体结构类似金刚石,硬度略低于金刚石,为HV72000~98000兆帕,常用作磨料和刀具材料。1957年,美国的R.H.温托夫首先研制成立方氮化硼。但至今尚未发现天然的立方氮化硼立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异,不仅能胜任难磨材料的加工,提高生产率,且有利于严格控制工件的形状和尺寸精度,还能有效地提高工件的磨削质量,显著提高磨后工件的表面完整性,因而提高了零件的疲劳强度,延长了使用寿命,增加了可靠性,再加上立方氮化硼磨料生产过程在能源消耗和环境污染方面比普通磨料生产为好,所以,扩大立方氮化硼磨具的生产和应用是机械应用是机械工业发展的必然趋势。采用PCBN刀具精车淬硬钢,其工件硬度高于45HRC,效果最好。其切削速度一般为80~120m/min,工件硬度越高,切削速度宜取低值,如车硬度为70HRC的工件,其切削速度宜选60~80m/min。精车的切深在0.1~0.3mm,进给量在0.05~0.025mm/r,精车后的工件表面粗糙度为Ra0.3~0.6μm,尺寸精度可达0.013mm。若能采用刚性好的标准数控车床加工,PCBN刀具的刚性好和刃口锋利,则精车后的工件表面粗糙度可达Ra0.3μm,尺寸精度可达0.01mm,可达到用数控磨床加工的水平。如果机床刚性好,选用的切削速度较低,则选用PCBN复合刀片可精车断续表面。精车加工余量一般为0.3mm左右,尽可能提高工件淬火前的尺寸精度和减少热变形,以保证精车时切削余量均匀,延长PCBN刀具的使用寿命。精车一般不用切削液,因为在较高的切削速度下,大量的切削热由切屑带走,很少会停留在工件表面而影响加工表面质量和精度。精车刀片宜选用强度和韧性高的80°菱形刀片,刀尖半径在0.8~1.2mm之间,为保护刀具刃口,使用前需用细油石倒棱。精车淬硬工件是一门新工艺,实施前需做工艺试验,可用与工件材料、硬度和大小相同的棒料,在同类机床上进行精加工或粗加工试验,关键是要试验刀具与切削参数的选择及工艺系统是否有足够的刚性。该工艺目前已在国内被广泛采用
金属切削刀具材料应具备哪些基本性能
刀具材料是决定刀具切削性能的根本因素,对于加工效率、加工质量、加工成本以及刀具耐用度影响很大。使用碳工具钢作为刀具材料时,切削速度只有10m/min左右;20世纪初出现了高速钢刀具材料,切削速度提高到每分钟几十米;30年代出现了硬质合金,切削速度提高到每分钟一百多米至几百米;当前陶瓷刀具和超硬材料刀具的出现,使切削速度提高到每分钟一千米以上;被加工材料的发展也大大地推动了刀具材料的发展。
性能优良的刀具材料,是保证刀具高效工作的基本条件。刀具切削部分在强
烈摩擦、高压、高温下工作,应具备如下的基本要求。
一 高硬度和高耐磨性
刀具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度才能切下金属,这是刀具材料必备的基本要求,现有刀具材料硬度都在60HRC以上。刀具材料越硬,其耐磨性越好,但由于切削条件较复杂,材料的耐磨性还决定于它的化学成分和金相组织的稳定性。
二足够的强度与冲击韧性
强度是指抵抗切削力的作用而不致于刀刃崩碎与刀杆折断所应具备的性能。一般用抗弯强度来表示。
冲击韧性是指刀具材料在间断切削或有冲击的工作条件下保证不崩刃的能力,一般地,硬度越高,冲击韧性越低,材料越脆。硬度和韧性是一对矛盾,也是刀具材料所应克服的一个关键。
三高耐热性
耐热性又称红硬性,是衡量刀具材料性能的主要指标。它综合反映了刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度、抗氧化、抗粘结和抗扩散的能力。
四良好的工艺性和经济性
为了便于制造,刀具材料应有良好的工艺性,如锻造、热处理及磨削加工性能。当然在制造和选用时应综合考虑经济性。当前超硬材料及涂层刀具材料费用都较贵,但其使用寿命很长,在成批大量生产中,分摊到每个零件中的费用反而有所降低。因此在选用时一定要综合考虑。