Jump to content

Нитрид титана-алюминия

Концевые фрезы с покрытием из нитрида алюминия и титана (AlTiN) катодно-дугового осаждения . методом

Нитрид титана-алюминия ( TiAlN ) или нитрид алюминия-титана ( AlTiN ; для содержания алюминия более 50%) представляет собой группу метастабильных твердых покрытий, состоящих из азота и металлических элементов алюминия и титана . Это соединение, а также подобные соединения (такие как TiN и TiCN ) чаще всего используются для покрытия станков, таких как концевые фрезы и сверла, для изменения их свойств, таких как повышенная термическая стабильность и/или износостойкость. Четыре важных состава (содержание металла 100 мас.%) наносятся в промышленных масштабах методами физического осаждения из паровой фазы :

  • Ti50Al50N (промышленно представлен компанией CemeCoat (ныне CemeCon) Ахен, BRD, группа T. Leydecker, около 1989 г.) [1]
  • Al55Ti45N (промышленно представлен компанией Metaplas Ionon (ныне Oerlikon), Бергиш-Гладбах, BRD, группа J. Vetter, около 1999 г.)
  • Al60Ti40N (промышленно представлен компанией Kobe Steel, Кобе, Япония, около 1992 г.)
  • Al66Ti34N (промышленно представлен компанией Metaplas (ныне Oerlikon) группой Дж. Феттера около 1996 г.). [2]

Основными причинами, по которым покрытия TiAlN превосходят покрытия из чистого нитрида титана (TiN), являются:

  • Повышенная стойкость к окислению при повышенных температурах за счет образования защитного слоя оксида алюминия на поверхности.
  • Увеличение твердости свеженапыленных пленок за счет изменения микроструктуры и упрочнения твердого раствора.
  • Старение покрытий при температурах, характерных для эксплуатации режущего инструмента, за счет спинодального распада TiAlN на TiN и кубический AlN. [3]

Было показано, что явление старения возникает из-за несоответствия квантово-механической электронной структуры TiN и AlN. [4] [5]

Покрытия в основном наносятся катодно-дуговым осаждением или магнетронным распылением . Несмотря на то, что большинство покрытий TiAlN и AlTiN промышленно синтезируются с использованием мишеней из сплавов с определенным процентным содержанием алюминия и титана, покрытия TiAlN можно производить с мишенями из чистого Al и Ti, используя метод катодно-дугового осаждения. Покрытия TiAlN и AlTiN из мишеней из чистого Al и чистого Ti методом катодно-дугового осаждения производятся промышленно компанией NanoShield PVD в Таиланде с 1999 года. Используя технологию отдельных мишеней, можно обеспечить большую гибкость в отношении структуры и состава покрытия.

Некоторые свойства Al66Ti34N:

Одним из коммерческих типов покрытий, используемых для повышения износостойкости инструментов из карбида вольфрама, является AlTiN-Saturn от Sulzer Metaplas. [6]

Покрытия иногда легируются по крайней мере одним из элементов: углеродом , кремнием , бором , кислородом и иттрием , чтобы улучшить выбранные свойства для конкретных применений. Эти покрытия также используются для создания многослойных систем. Например, их можно использовать в сочетании с TiSiXN, как те, которые используются в семействе покрытий Mpower компании Sulzer Metaplas. Вышеупомянутые типы покрытий применяются для защиты инструментов, в том числе специальных инструментов медицинского назначения. Их также используют в качестве декоративной отделки.

Одним из производных технологии покрытия TiAlN является нанокомпозит TiAlSiN (нитрид титана-алюминия-кремния), который был разработан компанией SHM в Чешской Республике и в настоящее время продается компанией Platit из Швейцарии. Нанокомпозитное покрытие TiAlSiN обладает сверхтвердой твердостью и превосходной обрабатываемостью при высоких температурах.

  1. ^ Лейендекер, Т; Леммер, О; Эссер, С; Эбберинк, Дж (1991). «Разработка PVD-покрытия TiAlN в качестве коммерческого покрытия для режущего инструмента». Технология поверхностей и покрытий . 48 (2): 175–178. дои : 10.1016/0257-8972(91)90142-J .
  2. ^ Веттер, Дж (1995). «Вакуумно-дуговые покрытия инструментов: возможности и применение». Технология поверхностей и покрытий . 76–77: 719–724. дои : 10.1016/0257-8972(95)02499-9 .
  3. ^ Майрхофер, Пол Х.; Хёрлинг, Андерс; Карлссон, Леннарт; Сьолен, Джейкоб; Ларссон, Томми; Миттерер, Кристиан; Хультман, Ларс (2003). «Самоорганизующиеся наноструктуры в системе Ti–Al–N». Письма по прикладной физике . 83 (10): 2049–2051. Стартовый код : 2003АпФЛ..83.2049М . дои : 10.1063/1.1608464 .
  4. ^ Аллинг, Б.; Рубан, А.; Карими, А.; Пейл, О.; Саймак, С.; Хультман, Л.; Абрикосов, И. (2007). «Термодинамика смешения и разложения c-Ti1−xAlxN на основе расчетов из первых принципов» . Физический обзор B . 75 (4): 045123. Бибкод : 2007PhRvB..75d5123A . дои : 10.1103/PhysRevB.75.045123 .
  5. ^ Музыка, Д.; Гейер, Р.В.; Шнайдер, Дж. М. (2016). «Последние достижения и новые направления в проектировании твердых покрытий на основе теории функционала плотности». Технология поверхностей и покрытий . 286 : 178–190. doi : 10.1016/j.surfcoat.2015.12.021 .
  6. ^ Высокопроизводительное PVD-покрытие.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 038405e24353901e3559dbdea61cf315__1713788520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/03/15/038405e24353901e3559dbdea61cf315.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Titanium aluminium nitride - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)