TiC、TiN、TiCN常以CVD或PVD法被覆於工具及模具表面,以提昇耐磨及切 削之性能。PECVD擁有被覆均勻及低溫蒸鍍等優勢,兼具了CVD及PVD之優 點。多層被覆則可結合各層特性,並進一步提昇耐磨性能。本研究以電漿 化學氣相沉積法於低溫低壓系統進行TiC、TiCN及TiN單層及多層備覆。本 文內容分為兩部分,第一部分藉參數變化之影響,探討TiC及TiCN之之成 長特性;第二部分則探討單層及多層被覆SKD61鋼之耐磨耗性。研究結果 顯示,500 ℃以下即可蒸鍍結晶性TiC及TiCN薄膜;TiC鍍層,其晶格常數 隨甲烷、氮氣比例變化而遷移。TiC及TiCN於PECVD系統中具呈(220)擇優 取向,基板溫度愈高此傾向愈明顯;TiCN為TiC及TiN之固溶體有近似之成 長特性。結晶性鍍層成長速率隨基板溫度上昇而增加;成長速率與放電功 率之關係則呈一具有極大值之曲線;鍍層截面呈柱狀組織;表面形態隨基 板溫度提高而有晶形出現,低放電功率時出現粒狀凸出,高 功率時表面 趨於平整。 本研究利用田口式實驗計畫法針對耐磨耗性作TiCN蒸鍍之參 數設計,所獲得之最佳參數經確認可有效改進被覆後之SKD61試件之耐磨 耗性;在近似之被覆條件,相同的鍍層厚度之下,TiCN被覆之SKD61試件 ,耐磨耗性優於經TiC及TiN被覆之試件。多層被覆結合各層之特性,同時 提供更多之界面,均有助於磨耗及負荷之抵抗,不同組合之多層被覆試件 抗磨耗率均於 TiC、TiN單層被覆者。多層被覆組合之中,以TiN為頂被覆 層者有最佳之耐磨耗性,其抗磨耗率最高可達23.5。
|