氮化钛(TiN)涂层的硬度因其制备工艺、沉积参数和基体材料的不同而有所差异,但通常具有较高的硬度,范围如下:
1、硬度范围
维氏硬度(HV):约 2000~2500 HV(相当于 20~25 GPa 的硬度)。 洛氏硬度(HRC):换算后约为 80~85 HRC(远高于大多数工具钢)。
2、影响因素
沉积技术:
物理气相沉积(PVD):常见的TiN涂层硬度较高(2000~2500 HV)。
化学气相沉积(CVD):涂层更厚但硬度可能略低(1800~2200 HV)。
工艺参数:温度、氮气分压、溅射功率等影响涂层致密性和硬度。
基体材料:硬质基体(如硬质合金)可支撑涂层表现更高硬度。
3、性能优势
高耐磨性:硬度接近刚玉(Al₂O₃),适合切削工具、模具保护。
化学惰性:耐氧化(至约600℃)和耐腐蚀。
低摩擦系数:约0.4~0.6,减少粘着磨损。
4、对比其他涂层
DLC:硬度高(~2800 HV)自润滑涂层。
TiAlN:更高硬度(~3000 HV)和耐高温性。
CrN:硬度稍低(~1800 HV)但韧性更好。
金刚石涂层:硬度最高(~10000 HV),但成本高且不适合铁基材料。
5、应用场景
切削工具:钻头、铣刀、车刀。
模具:延长冲压模、注塑模寿命。
医疗器械:手术器械耐磨涂层。
如果需要更具体的硬度数据(如某工艺下的测试值),可提供更多细节进一步分析。
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