什么是TiN膜？
来源：碳中和网
时间：2021-04-23 14:03:04
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什么是TiN膜？?
TiN膜：(TiNthick)
TiN膜是一种氮化钛膜，其硬度为2300～2500HV，磨擦系数为0.65，颜色是金黄色。
TiN涂层具有以下优点：
1、TiN与金属的亲和力小、抗粘结温度高，对铁族金属不易扩散，且在高温下具有阻止扩散的作用，因而具有良好的抗粘结磨损和抗扩散磨损的能力。
2、TiN涂层的热膨胀系数为9.35×10-6/℃，与钢的系数差异小，弹性模量也较小（为260GPa），所以涂层与高速钢基体能获得较好的结合强度。
3、TiN与铁基金属的摩擦系数较TiC低，较小的摩擦系数可减少粘结和减少积屑瘤的产生，从而可明显降低加工表面粗糙度。
4、TiN涂层的抗氧化温度高达1400℃，且在大多数碱性溶液中不溶解，具有很好的抗腐蚀能力。
5、TiN涂层不易使刀片基体发生脱碳层或产生气孔，有利于保持刀片材料原有的切削性能。
6、TiN较易沉积和控制，可沉积达8～12μm的厚度，且不会因涂层增厚而增加脱碳层厚度。
7、TiN涂层呈金黄色，使刀具有好的外观质量，且具有灭毒性。
在切削刀具上镀制2-5μm的TiN膜层，可使刀具寿命提高2-10倍，提高切削速度30%,提高进给量20-100%，且使工件的光滑度提高一个等级。
TiN薄膜作为一种超硬涂层，具有高硬度、高耐磨性、低摩擦系数和良好的化学稳定性，已广泛应用于机械加工中的工模具涂层。但是，TiN薄膜与硬质合金和陶瓷刀具基体的附着力较差，在切削力作用下容易从基体上脱落，严重影响TiN涂层刀具的切削性能和使用寿命。因此，如何提高TiN涂层的膜—基附着力一直是该领域的研究热点之一。
http://news.mt.hc360.com/2007/04/03095329753.shtml
http://tools.newmaker.com/art_21811.html
采用离子注入、沉积、动态混合注入沉积工艺,在硅基体上制备TiN膜层.用纳米划痕法检测成膜质量,用扫描电镜观察划痕形貌.对比分析结果表明,动态混合离子注入沉积工艺对提高膜层与基体的结合性能效果显著.
http://scholar.ilib.cn/Abstract.aspx?A=hkgyjs2004z1069
在中、低负荷或精度要求严格的刀具、模具及机械配件的应用上，业者指出，需采用低温（摄氏150度至摄氏500度）PVD镀钛较适当，常用的镀膜有TiN、CrN、TiCN、AlTiN。其中TiN膜最普遍，也最廉价；
http://www.78sy.com/news/312.html
TiN膜与其它镀膜比较：
a.氮化钛(TiN)：硬度为2300～2500HV，磨擦系数为0.65，颜色是金黄色。
b.氮化锆(ZrN)：硬度为2000～2300HV，磨擦系数为0.55，颜色是青黄色。
c.氮化铬(CrN)：硬度为2000～2300HV，磨擦系数为0.5，颜色是银色。
d.碳氮化钛(TiCN)：硬度为3000～3500HV ，磨擦系数为0.5，颜色是紫色。
e.氮化钛铝(TiAlN)：硬度为2400～2600HV ，磨擦系数为0.68，颜色是青铜色。
f.掺杂金属的类金钢石膜层(Me-CH)：硬度2000～6000HV，磨擦系数0.1，颜色为黑色。
http://blog.china.alibaba.com/blog/taixin3/article/b0-i2456207.html?tracelog=blog_rss
该研究设计了循环氩离子轰击-PECVD TiN工艺。运用扫描电子显微镜、能谱仪、恒电位仪等仪器设备，研究循环氩离子轰击对PECVD TiN膜耐腐蚀性能的影响及作用机理。结果表明：循环氩离子轰击强化了沉积中的反应，提高了TiN膜的致密性，细化了TiN晶粒，养活了膜内缺陷，降低了膜层中的残余氯含量，从而提高了膜层在硝酸和硫酸中的耐腐蚀性能。
http://lunwen.cnetnews.com.cn/view_hylwk_new.php?H=&id=33648
模具钢材料选择与表面处理实例分析
http://baike.machine365.com/doc-view-11778.html
为了更好的改善模具冲针的性能，我们找了多家从事表面处理的公司。其中有深圳的一家公司，镀氮化钛(TiN)，还有一家香港公司镀类金刚石(DLC)膜，此外，还有一家北京公司，提供非晶金刚石(ta-C)镀膜。我们对氮化钛(TiN)都比较熟悉，它是一项已经很成熟的技术，有广泛的应用，而近年来，类金刚石(DLC)膜的应用也渐渐兴起，非晶金刚石(ta-C)镀膜则是一项全新的技术。对于三家的试验结果，我们做了比较：氮化钛(TiN)镀件的效果很不明显，并不是如其在市场上宣传的那样；类金刚石(DLC)膜镀件效果稍好于氮化钛(TiN)；而非晶金刚石(ta-C)镀膜的效果我们比较满意，在首次非晶金刚石(ta-C)镀膜试验时，所有SKD11镀件的平均寿命提高了3倍，ASP23镀件的平均寿命提高了1倍，而且所有镀件寿命的提高幅度很平均，通常，新技术都存在工艺不够稳定的问题，为了验证这种技术的稳定性，我们又进行了第二次试验，这次同样使用ASP23和SKD11两种材质的模具钢，而且镀件的数量比第一次试验多，试验结果令我们很吃惊，ASP23镀件的平均寿命提高了2倍，而SDK11镀件的平均寿命提高了近7倍，对此，我们问了该公司的技术人员，他们解释说，对镀膜工艺进行了优化调整，因此镀膜效果更好了。
由于SKD11的成本明显低于ASP23，镀膜效果也好于ASP23，因此，我们采用了北京的这家表面处理公司提供的SKD11镀膜产品。
TiN膜是一种氮化钛膜，其硬度为2300～2500HV，磨擦系数为0.65，颜色是金黄色。
TiN涂层具有以下优点：
1、TiN与金属的亲和力小、抗粘结温度高，对铁族金属不易扩散，且在高温下具有阻止扩散的作用，因而具有良好的抗粘结磨损和抗扩散磨损的能力。
2、TiN涂层的热膨胀系数为9.35×10-6/℃，与钢的系数差异小，弹性模量也较小（为260GPa），所以涂层与高速钢基体能获得较好的结合强度。
3、TiN与铁基金属的摩擦系数较TiC低，较小的摩擦系数可减少粘结和减少积屑瘤的产生，从而可明显降低加工表面粗糙度。
4、TiN涂层的抗氧化温度高达1400℃，且在大多数碱性溶液中不溶解，具有很好的抗腐蚀能力。
5、TiN涂层不易使刀片基体发生脱碳层或产生气孔，有利于保持刀片材料原有的切削性能。
6、TiN较易沉积和控制，可沉积达8～12μm的厚度，且不会因涂层增厚而增加脱碳层厚度。
7、TiN涂层呈金黄色，使刀具有好的外观质量，且具有灭毒性。
在切削刀具上镀制2-5μm的TiN膜层，可使刀具寿命提高2-10倍，提高切削速度30%,提高进给量20-100%，且使工件的光滑度提高一个等级。
TiN薄膜作为一种超硬涂层，具有高硬度、高耐磨性、低摩擦系数和良好的化学稳定性，已广泛应用于机械加工中的工模具涂层。但是，TiN薄膜与硬质合金和陶瓷刀具基体的附着力较差，在切削力作用下容易从基体上脱落，严重影响TiN涂层刀具的切削性能和使用寿命。因此，如何提高TiN涂层的膜—基附着力一直是该领域的研究热点之一。
http://news.mt.hc360.com/2007/04/03095329753.shtml
http://tools.newmaker.com/art_21811.html
采用离子注入、沉积、动态混合注入沉积工艺,在硅基体上制备TiN膜层.用纳米划痕法检测成膜质量,用扫描电镜观察划痕形貌.对比分析结果表明,动态混合离子注入沉积工艺对提高膜层与基体的结合性能效果显著.
http://scholar.ilib.cn/Abstract.aspx?A=hkgyjs2004z1069
在中、低负荷或精度要求严格的刀具、模具及机械配件的应用上，业者指出，需采用低温（摄氏150度至摄氏500度）PVD镀钛较适当，常用的镀膜有TiN、CrN、TiCN、AlTiN。其中TiN膜最普遍，也最廉价；
http://www.78sy.com/news/312.html
TiN膜与其它镀膜比较：
a.氮化钛(TiN)：硬度为2300～2500HV，磨擦系数为0.65，颜色是金黄色。
b.氮化锆(ZrN)：硬度为2000～2300HV，磨擦系数为0.55，颜色是青黄色。
c.氮化铬(CrN)：硬度为2000～2300HV，磨擦系数为0.5，颜色是银色。
d.碳氮化钛(TiCN)：硬度为3000～3500HV ，磨擦系数为0.5，颜色是紫色。
e.氮化钛铝(TiAlN)：硬度为2400～2600HV ，磨擦系数为0.68，颜色是青铜色。
f.掺杂金属的类金钢石膜层(Me-CH)：硬度2000～6000HV，磨擦系数0.1，颜色为黑色。
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该研究设计了循环氩离子轰击-PECVD TiN工艺。运用扫描电子显微镜、能谱仪、恒电位仪等仪器设备，研究循环氩离子轰击对PECVD TiN膜耐腐蚀性能的影响及作用机理。结果表明：循环氩离子轰击强化了沉积中的反应，提高了TiN膜的致密性，细化了TiN晶粒，养活了膜内缺陷，降低了膜层中的残余氯含量，从而提高了膜层在硝酸和硫酸中的耐腐蚀性能。
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模具钢材料选择与表面处理实例分析
http://baike.machine365.com/doc-view-11778.html
为了更好的改善模具冲针的性能，我们找了多家从事表面处理的公司。其中有深圳的一家公司，镀氮化钛(TiN)，还有一家香港公司镀类金刚石(DLC)膜，此外，还有一家北京公司，提供非晶金刚石(ta-C)镀膜。我们对氮化钛(TiN)都比较熟悉，它是一项已经很成熟的技术，有广泛的应用，而近年来，类金刚石(DLC)膜的应用也渐渐兴起，非晶金刚石(ta-C)镀膜则是一项全新的技术。对于三家的试验结果，我们做了比较：氮化钛(TiN)镀件的效果很不明显，并不是如其在市场上宣传的那样；类金刚石(DLC)膜镀件效果稍好于氮化钛(TiN)；而非晶金刚石(ta-C)镀膜的效果我们比较满意，在首次非晶金刚石(ta-C)镀膜试验时，所有SKD11镀件的平均寿命提高了3倍，ASP23镀件的平均寿命提高了1倍，而且所有镀件寿命的提高幅度很平均，通常，新技术都存在工艺不够稳定的问题，为了验证这种技术的稳定性，我们又进行了第二次试验，这次同样使用ASP23和SKD11两种材质的模具钢，而且镀件的数量比第一次试验多，试验结果令我们很吃惊，ASP23镀件的平均寿命提高了2倍，而SDK11镀件的平均寿命提高了近7倍，对此，我们问了该公司的技术人员，他们解释说，对镀膜工艺进行了优化调整，因此镀膜效果更好了。
由于SKD11的成本明显低于ASP23，镀膜效果也好于ASP23，因此，我们采用了北京的这家表面处理公司提供的SKD11镀膜产品。
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